Генетика поведения, психогенетика, человек: Сборник задач и упражнений к практическим занятиям

М И Н И СТ Е РСТ В О О Б РА ЗО В А Н И Я И Н А У К И РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н ЫЙ У Н И В Е РСИ Т Е Т

К алаев В .Н .

СБ О РН И К ЗА Д А Ч И У ПРА Ж Н Е Н И Й К ПРА К Т И ЧЕ СК И М ЗА Н Я Т И Я М ПО К У РСУ « ГЕ Н Е Т И К А ПО В Е Д Е Н И Я », « ПСИ ХО ГЕ Н Е Т И К А », « ЧЕ ЛО В Е К » У чебноепособие Специальность 020201 « Б И О ЛО ГИ Я »

В О РО Н Е Ж 2004

2 У т верж д ен о н а у чн о-м ет од ическим совет ом биолого-почвен н ого ф а ку ль т ет а 11 ию н я 2004 год а , протокол № 20

А вт орКа ла ев В.Н.

У чебн ое пособие под готовлен о н а ка ф ед ре ген етики, селекции и теории эволю ции биолого-почвен н ого ф а ку ль тета Ворон еж ского госу д а рствен н ого у н иверситета . Р еком ен д у ет ся д ля ст у д ен т ов биолого-почвен н ого ф а ку ль т ет а д н евн ой, вечерн ей и за очн ой ф орм ы обу чен ия.

3 СО ДЕР Ж А НИЕ ГЛА В А 1. НЕЙР О ННЫ Е СЕТИ… … … … … … … … … … … … … … … … … … ..4 НЕЙР О ННЫ Е СЕТИ ИЗ ИМ П У Л ЬСНЫ Х НЕЙР О НО В, Р А Б О ТА Ю Щ ИХ В П О ТА КТО ВО М Р ЕЖ ИМ Е… … … … … … … … … … … … .11 НЕЙР О ННЫ Е СЕТИ С П А М Я ТЬЮ . О Б У Ч ЕНИЕ. «О Б У Ч ЕНИЕ С П ЕР ВО Г О Р А З А », У СЛ О ВНЫ Е Р ЕФ Л ЕКСЫ , П Р ИВЫ КА НИЕ… … … … … … … … … … … … … ..14 П ЕР Ц ЕП ТР О НЫ И ДР У Г ИЕ О Б У Ч А Ю Щ ИЕСЯ КЛ А ССИФ ИКА Ц ИО ННЫ Е СИСТЕМ Ы … … … … … … … … … … … … … … … 16 СЛ У Ч А ЙНЫ Е П Р О Ц ЕССЫ . З А Б Ы ВА НИЕ. НА ДЕЖ НО СТЬ. О Б У Ч ЕНИЕ В СЛ У Ч А ЙНО ЙСР ЕДЕ… … … … … … … … … … … … … … … … .16 НЕЙР О НЫ С Л ИНЕЙНО ЙХ А Р А КТЕР ИСТИКО Й… … … … … … … … … … ..18 М О ТО Р НЫ Е СЕТИ… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 24 ГЛА В А 2. Г ЕНЕТИКА Ч ЕЛ О ВЕКА … … … … … … … … … … … … … … … … … 26 КЛ ИНИКО -Г ЕНЕА Л О Г ИЧ ЕСКИЙМ ЕТО Д М ЕДИЦ ИНСКО ЙГ ЕНЕТИКИ … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..26 П О П У Л Я Ц ИО ННО -СТА ТИСТИЧ ЕСКИЙМ ЕТО Д М ЕДИЦ ИНСКО ЙГ ЕНЕТИКИ… … … … … … … … … … … … … … … … … … … .31 ГЛА В А 3. П СИХ О Г ЕНЕТИКА … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 34 ВЕР Б А Л ЬНЫ ЙТЕСТ А ЙЗ ЕНКА … … … … … … … … … … … … … … … … … … .35 ИНСТР У КЦ ИЯ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 35 Б Л А НК ТЕСТИР О ВА НИЯ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 36 О ТВЕТЫ К ВЕР Б А Л ЬНО М У ТЕСТУ А ЙЗ ЕНКА … … … … … … … … … … … ..44 Ч ИСЛ О ВО Й ТЕСТ А ЙЗ ЕНКА … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..46 ИНСТР У КЦ ИЯ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 46 Б Л А НК ТЕСТИР О ВА НИЯ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .46 О ТВЕТЫ К Ч ИСЛ О ВО М У ТЕСТУ А ЙЗ ЕНКА … … … … … … … … … … … … … 52 О Ц ЕНКА И ИНТЕР П Р ЕТА Ц ИЯ Р ЕЗ У Л ЬТА ТО В… … … … … … … … … … … … 54 Р ЕКО М ЕНДУ ЕМ А Я Л ИТЕР А ТУ Р А … … … … … … … … … … … … … … … … … .55

4 ГЛА В А 1. Н Е Й РО Н Н ЫЕ СЕ Т И Соврем ен н ые циф ровые вычислит ель н ые м а ш ин ы превосход ят человека по способн ост и производ ит ь числовые и сим воль н ые вычислен ия. О д н а ко человек м ож ет без у силий реш а т ь слож н ые за д а чи восприятия вн еш н их д а н н ых (н а прим ер, у зн а ва н ие человека в т олпе по его пром ель кн у вш ем у лицу ) с т а кой скорост ь ю и т очн ост ь ю , чт о м ощ н ейш ий в м ире ком пь ю т ер по сра вн ен ию с н им ка ж ет ся безн а д еж н ым т у год у м ом . В чем причин а ст оль зн а чит ель н ого ра зличия в их производ ит ель н ости? А рхит ект у ра биологической н ейрон н ой сист ем ы соверш ен н о н е похож а н а а рхитект у ру м а ш ин ы ф он Нейм а н а (т а блица 1), чт о су щ ест вен н о влияет н а т ипы ф у н кций, кот орые более эф ф ект ивн о исполн яю т ся ка ж д ой м од ель ю . Та блица 1 Сра вн ен ие м а ш ин ыф он Нейм а н а с биологической н ейрон н ой систем ой (по Anil K. Jain et al., 1996) М а ш ин а ф он Нейм а н а Б иологическа я н ейрон н а я сист ем а П роцессор Слож н ый П ростой Высокоскоростн ой Низкоскорост н ой О д ин или н есколь ко Б оль ш ое количест во П а м ят ь О т д елен а от процессора Ин т егрирова н а в процессор Л ока лизова н а Р а спред елен н а я А д реса ция н е по сод ерж а н ию А д реса ция по сод ерж а н ию Вычислен ия Ц ен т ра лизова н н а я Р а спред елен н ые П ослед ова т ель н ые П а ра ллель н ые Х ра н им ые програ м м ы Са м ообу чен ие На д еж н ость Высока я у язвим ост ь Ж иву чест ь Специа лиза ция Ч ислен н ые и сим воль н ые П роблем ы восприятия опера ции Сред а ф у н кцион и- Ст рого опред елен н а я П лохо опред елен н а я рова н ия Ст рого огра н ичен н а я Б езогра н ичен ий Длитель н ый период эволю ции прид а л м озгу человека м н ого ка чест в, которые от су тст ву ю т ка к в м а ш ин а х с а рхит ект у рой ф он Нейм а н а , т а к и в соврем ен н ых па ра ллель н ых ком пь ю т ера х. К н им от н осят ся: - м а ссовый па ра ллелизм ; - ра спред елен н ое пред ст а влен ие ин ф орм а ции и вычислен ия; - способн ость к обу чен ию и способн ость к обобщ ен ию ; - а д а пт ивн ост ь ; - свойст во кон текст у а ль н ой обра бот ки ин ф орм а ции; - толера н тн ость к ош ибка м ; - н изкое эн ергопотреблен ие. М ож н о пред полож ит ь , что приборы, пост роен н ые н а т ех ж е прин ципа х, чт о и биологические н ейрон ы, бу д у т обла д а т ь перечислен н ым и ха ра кт еристика м и. Э то привело к ра зра бот ке и созд а н ию иску сст вен н ых н ейрон н ых сет ей. Толчок к ра боте в этом н а пра влен ии д а ла ра бота М а кКа ллока и П ит са (1943).

5 П од обн о биологической н ейрон н ой сист ем е иску сст вен н а я н ейрон н а я сет ь являет ся вычислит ель н ой сист ем ой с огром н ым числом па ра ллель н о ф у н кцион иру ю щ их простых процессоров с м н ож ест вом связей. М од ели иску сст вен н ых н ейрон н ых сет ей в н екоторой ст епен и воспроизвод ят «орга н иза цион н ые» прин ципы свойст вен н ые м озгу человека . М од елирова н ие биологической н ейрон н ой сист ем ы с исполь зова н ием иску сст вен н ых н ейрон н ых сет ей м ож ет способст вова т ь лу чш ем у пон им а н ию биологических ф у н кций. Г лу бокое изу чен ие иску сст вен н ых н ейрон н ых сет ей т ребу ет зн а н ия н ейроф изиологии, ген етики, н а у ки о позн а н ии, психологии, ф изики (ст а т истической м еха н ики), т еории у пра влен ия, теории вычислен ий, проблем иску сст вен н ого ин теллект а , ст а тист ики, ра спозн а ва н ия обра зов, ком пь ю т ерн ого зрен ия, па ра ллель н ых вычислен ий и а ппа ра тн ых сред ств (циф ровых/а н а логовых/VLSI (сверхвысокий у ровен ь ин т егра ции)/оптических). С д ру гой ст орон ы, иску сст вен н ые н ейрон н ые сети ст им у лиру ю т эт и д исциплин ы, обеспечива я их н овым и ин ст ру м ен та м и и пред ст а влен иям и. Э тот сим биоз ж изн ен н о н еобход им д ля исслед ова н ий по н ейрон н ым сет ям . А кт у а ль н ост ь исслед ова н ия иску сст вен н ых н ейрон н ых сет ей под т верж д а ется м а ссой их ра зличн ых прим ен ен ий. Э т о а втом а тиза ция процессов ра спозн а ва н ия обра зов (ка риотипирова н ие ген ом ов, кла ссиф ика ция клет ок крови, сигн а ла Э Э Г и Э КГ , ра спозн а ва н ие речи и т .д .), орга н иза ция а ссоциа тивн ой па м яти, а д а пт ивн ое у пра влен ие, прогн озирова н ие, созд а н ие экспертн ых и са м ообу ча ю щ ихся сист ем , ра зра бот ка а вт ом а тов и м н огие д ру гие прилож ен ия. О собый ин т ерес пред ст а вляет собой исполь зова н ие за д а ч, д ля реш ен ия которых требу ет ся сост а влен ие н ейрон н ых сет ей в ка чест ве иллю ст ра тивн ого м а т ериа ла д еят ель н ости н ервн ой систем ы, привод ящ ей к соверш ен ию а кт ов д еят ель н ости, выра ботке у словн ых реф лексов, за пом ин а н ию , обу чен ию и са м ообу чен ию , за быва н ию , ра спозн а ва н ию сигн а лов рецептора м и, ка ким обра зом слу ча йн а я связь рецепторов и н ейрон ов обеспечива ет н а д еж н у ю ра бот у н ервн ой сист ем ы и привод ит к экон ом ии ген ет ического м а т ериа ла , и м н огие д ру гие. Исполь зу я н еболь ш ой объем обозн а чен ий (рецептор, н ейрон , ин т ерн ейрон и н екот орые д ру гие), возм ож н о построит ь д оволь н о слож н ые схем ы выш еперечислен н ых процессов. В связи с выш еизлож ен н ым н а м пред ст а вляет ся полезн ым зн а ком ст во ст у д ен тов с иску сст вен н ым и н ейрон н ым и сет ям и. Ниж е привед ен ы за д а чи из у чебн ого пособия М .Б . Б еркин блит а «Нейрон н ые сет и»(1992), д ля реш ен ия кот орых н еобход им о сост а вит ь иску сст вен н ые н ейрон н ые сет и. З а д а н ия ра зм ещ ен ы по прин ципу от простого к слож н ом у . На д еем ся, что реш ен ие этих за д а ч бу д ет полезн ым н е т оль ко ст у д ен т а м при изу чен ии ку рсов «Г ен ет ика повед ен ия»и «П сихоген етика », у чит елям и ш коль н ика м н а ф а ку ль т а т ивн ых за н ятиях по «Ф изиологии н ервн ой д еят ель н ости» ка к м а т ериа л, иллю ст риру ю щ ий ра бот у н ервн ой систем ы, н о и всем ин тересу ю щ им ся биологией, психологией, м а т ем а т икой и ин ф орм а т икой. З а да ча 1. Извест н о, чт о ба бочка кра пивн ица пред почита ет т ем пера т у ру 36 0С. Если н а у лице холод н о и солн це н е свет ит, т о ба бочка сид ит с за крытым и крыль ям и. Если холод н о, н о светит солн це, ба бочка от крыва ет крыль я. Но ка к

6 т оль ко тем пера т у ра д остига ет 36 С, ба бочка скла д ыва ет крыль я. На рису йт е схем у соед ин ен ия н ейрон ов, котора я обеспечива ла т а кое повед ен ие ба бочки. Р еш ен ие. 0

Р ис. 1. Р еш ен ие 1 к за д а че 1. О бозн а чен ия: С –рецепторсвет а ; Т – рецепторт епла ; Х – рецепторхолод а ; М Но – м от он ейрон , от вет ст вен н ый за опу ска н ие крыль ев; М Нп – м отон ейрон ы, от ветст вен н ые за под н ятие крыль ев.

Р ис. 2. Р еш ен ие 2 к за д а че 1. О бозн а чен ия: С –рецепторсвет а ; Х – рецепторхолод а ; ИН - ин т ерн ейрон ; 2 – ин т ерн ейрон с порогом 2; СА – спон т а н н о-а кт ивн ый н ейрон ; М Но – м отон ейрон , от вет ст вен н ый за опу ска н ие крыль ев; М Нп – м отон ейрон ы, от вет ст вен н ые за под н ятие крыль ев.

7 З а да ча 2. Б а бочки при кон та кт е их ла пок с ра ст вором са ха ра вытягива ю т хобот ки и пь ю т ра ст вор. П осле н а сыщ ен ия эт у реа кцию вызва т ь н ель зя, а после голод а н ия эт а реа кция вн овь возн ика ет . Ка ка я н ейрон н а я сет ь м ож ет обеспечит ь т а ку ю реа кцию ?

Р ис. 3. Р еш ен ие 1 к за д а че 2. О бозн а чен ия: СА Х А Р –рецепторса ха ра ; СЫ ТО СТЬ – рецепторсыт ости; М Нп – м от он ейрон , от вет ст вен н ый за под н ят ие хобот ка ; М Но - м отон ейрон , от ветст вен н ый за опу ска н ие хобот ка .

Р ис. 4. Р еш ен ие 2 к за д а че 2. О бозн а чен ия: СА Х А Р –рецепторса ха ра ; СЫ ТО СТЬ –рецепт орсыт ости; СА – спон т а н н о-а кт ивн ый н ейрон ; М Нп – м отон ейрон , от вет ствен н ый за под н ят ие хобот ка ; М Но - м отон ейрон , от вет ст вен н ый за опу ска н ие хобот ка .

8 З а да ча 3. Вст речн ый поток возд у ха (н а прим ер, от вен тилятора ) вызыва ет локом оцию ряд а н а секом ых (локом оция –перем ещ ен ие т ела в простра н ст ве: ход ь ба , бег, полет, пла ва н ие). Если н оги н а секом ого при н а личии возд у ш н ого пот ока ка са ю т ся зем ли, т о н а секом ые бегу т , а если н е ка са ю т ся, то н а секом ые лет ят. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь д ля т а кого повед ен ия, счита я, чт о ест ь ком а н д н ые н ейрон ы бега и полет а . П ри описа н ии реш ен ия у ка ж ит е, ка кие реш ен ия вы исполь зова ли в сет и.

Р ис. 4. Р еш ен ие 1 к за д а че 3. О бозн а чен ия: Р з – рецептор прикосн овен ия к зем ле; Р в – рецептор возд у ш н ой стру и; Р н – рецептор, пока зыва ю щ ий, чт о кон та кта с почвой н ет ; 2 – ин т ерн ейрон с порогом 2; КНб – ком а н д н ый н ейрон бега ; КНп – ком а н д н ый н ейрон полет а .

З а да ча 4. Если соба ка Б ет т и вид ит м ясо в своей м иске, он а ест его. Если соба ка вид ит м ясо, леж а щ ее н а столе, и хозяйки н ет в ку хн е, он а ест эт о м ясо. Когд а хозяйка в ку хн е, соба ка н е трога ет м ясо, леж а щ ее н а столе. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь д ля та кого повед ен ия соба ки. З а да ча 5. В н ейрон н ой схем е про ба бочку кра пивн ицу испортился од ин из рецепторов – рецепт орхолод а . П ри ка ких вн еш н их у словиях схем а бу д ет д а ва т ь н еверн ое повед ен ие? В чем он о бу д ет выра ж а т ь ся? О т вет ь т е н а т е ж е вопросы, если счит а т ь , что выш ли из строя рецепт орт епла и свет а . О босн у йт е свой от вет , ра ссм а трива я схем ы.

9

Р ис. 5. Р еш ен ие 2 к за д а че 3. О бозн а чен ия: Р з – рецепт орприкосн овен ия к зем ле; Р в – рецепторвозд у ш н ой стру и; ИН – ин т ерн ейрон ; КНб – ком а н д н ый н ейрон бега ; КНп – ком а н д н ый н ейрон полета .

Р ис. 6. Р еш ен ие 3 к за д а че 3. О бозн а чен ия: Р з – рецептор прикосн овен ия к зем ле; Р в – рецептор возд у ш н ой стру и; Р н – рецептор, пока зыва ю щ ий, что кон т а кт а с почвой н ет; 2 – ин терн ейрон с порогм 2; КНб – ком а н д н ый н ейрон бега ; КНп – ком а н д н ый н ейрон полет а .

10 З а да ча 6. Извест н о, чт о пресн овод н ый м оллю ск ползет вн из, в глу бин у вод оем а , н о при эт ом н е опу ска ет ся глу бж е д ву х м ет ров. П роголод а вш ийся м оллю ск под н им а ет ся к поверхн ости вод ы. О д н а ко это описа н ие верн о толь ко д ля холод н ой погод ы (н иж е 10 0С, чем выш е т ем пера т у ра вод ы, т ем м ен ь ш е ра ст ворен о в н ей кислород а и т ем н а м ен ь ш у ю глу бин у у полза ет м оллю ск. Известн о, что м оллю ск перем ещ а ет ся за счет д виж ен ия ресн ичек, выст ила ю щ их его н огу , причем им ею т ся н ейрон ы, у пра вляю щ ие по отд ель н ост и ресн ичка м и левой и пра вой половин ы н оги (это обеспечива ет поворот м оллю ска )). На рису йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я обеспечива ла бы описа н н ое повед ен ие м оллю ска при н изких т ем пера т у ра х. П ост а ра йт есь за тем т а к у слож н ит ь эт у сет ь , чтобы он а описыва ла его повед ен ие при повыш ен н ой т ем пера т у ре вод ы. З а да ча 7. Л ягу ш ке н а кож у кла д у т бу м а ж ку , см очен н у ю сла бым ра ст вором кислот ы. О н а под ергива ет кож ей, чтобы у бра т ь ра зд ра ж ит ель , н о н е д обива ет ся у спеха . Тогд а он а см а хива ет бу м а ж ку с кож и за д н ей ла пкой. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , обеспечива ю щ у ю та кое повед ен ие лягу ш ки, счит а я, что ест ь ком а н д н ый н ейрон «под ергива н ия кож ей» и «см а хива н ия ла пой». На блю д ен ия пока зыва ю т, чт о су щ еству ет та кой пром еж у т ок врем ен и, когд а под ергива н ия кож ей у ж е н ет , а ла па ещ е н е н а ча ла см а хива н ие. П оста ра йт есь прид у м а т ь т а ку ю сеть , чтобы он а воспроизвод ила эт о н а блю д ен ие. З а да ча 8. П рид у м а йт е «н ейрон н у ю сет ь », кот ора я обеспечила бы пра виль н ое повед ен ие лиф т а (д ля простот ы счит а йт е, что д ом им еет всего три эт а ж а ). З а да ча 9. П рид у м а йт е са м и ка кое-т о повед ен ие ж ивотн ого и н ейрон н у ю сет ь , кот ора я обеспечива ла быт а кое повед ен ие. З а да ча 10. М ож н о ли с пом ощ ь ю ка ких-т о опыт ов у ст а н овит ь , с ка кой схем ой м ы им еем д ело в за д а че о ба бочке кра пивн ице (см . за д а чу 1). З а да ча 11. Л ягу ш ка хва т а ет толь ко м елкие летящ ие объект ы, им ею щ ие тем н у ю окра ску (более тем н ый ф он , чем окру ж а ю щ а я сред а ). В оста ль н ых слу ча ях он а н е проявляет хва та т ель н ого повед ен ия. Сост а вит ь н ейрон н у ю сет ь , обеспечива ю щ у ю т а кое повед ен ие лягу ш ки. З а да ча 12. П а ст у х вывел н а па ст бищ е лен иву ю корову . Корова вед ет себя та к: если ряд ом па ст у х, т о он а ст оит и ест т ра ву , а если ряд ом н ет па ст у ха , т о он а лож ится и н а чин а ет переж евыва ть ж ва чку . Но если корова н а сыт ила сь , он а н икогд а н е ст а н ет есть т ра ву , он а бу д ет т оль ко ж ева т ь ж ва чку , д а ж е если ряд ом па ст у х. Сост а вить н ейрон н у ю сет ь , описыва ю щ у ю т а кое повед ен ие коровы. З а да ча 13. Дож д евой червь вед ет себя след у ю щ им обра зом : если холод н о, он у полза ет в глу бь зем ли. Если т епло и вла ж н ост ь высока я, он выполза ет н а поверхн ост ь . Если тепло, н о вла ж н ост ь н изка я, у полза ет в глу бь зем ли. Если свет ит солн це, то червь , пока за вш ись н а поверхн ости зем ли, у полза ет в зем лю . З а да ча 14. На ка кой-т о пла н ет е ж ивет н екое су щ ест во – «прыгу н ». «П рыгу н » вед ет себя след у ю щ им обра зом : если свет ло, он прыга ет (и д оволь н о высоко) и ест плод ы, ра ст у щ ие н а д еревь ях. Если тем н еет, «прыгу н »перест а ет прыга т ь и н екот орое врем я полза ет по зем ле, поед а я плод ы, у па вш ие с д ерева . Если плод ы за ка н чива ю т ся, «прыгу н » за ка пыва ет ся в зем лю , пра вд а н е полн ость ю . У тром , когд а солн це освещ а ет прыгу н а , он опят ь н а чин а ет прыга т ь . Сост а вить н ейрон н у ю сет ь , позволяю щ у ю «прыгу н у » т а к себя вести. З а да ча 15. Когд а птица прилет а ет к гн езд у , он а от д а ет корм пт ен цу лиш ь в т ом слу ча е, если вид ит, чт о это им ен н о ее пт ен ец, и слыш ит, чт о он кричит. Если

11 он а вид ит в гн езд е лю бого птен ца , н о н е слыш ит крика , он а сид ит н а кра ю гн езд а , если у вид ит , чт о пт ен ец чу ж ой, и слыш ит крик, то он а у лет а ет . Соста вить н ейрон н у ю сет ь , описыва ю щ у ю повед ен ие птицы. З а да ча 16. А ку ла Дид и вед ет себя т а к: 1) н е н а па д а ет н а д ель ф ин ов; 2) н а па д а ет н а м орских рыб, н а а ква ла н гистов, если он и н е воору ж ен ы колю щ им и пред м ет а м и или возле н их н ет д ель ф ин ов. Сост а вить н ейрон н у ю сеть , описыва ю щ у ю т а кое повед ен ие а ку лы. З а да ча 17. Ку рица сид ит н а яйца х. Когд а он а сыт а – сид ит, когд а он а голод н а я – от лу ча ет ся н ен а д олго за пищ ей, н о через опред елен н ое врем я возвра щ а ет ся, д а ж е если н е н а ела сь , т.к. яйца остын у т . Если появляется хищ н ик, н а прим ер, кош ка , ку рица сид ит н а яйца х, д а ж е если голод н а я. Соста вит ь н ейрон н у ю сет ь , описыва ю щ у ю т а кое повед ен ие ку рицы. З а да ча 18. Извест н о, чт о если м олод ой са м ец ба бу ин а у вид ит корм , а ряд ом с н им д ру гих обезь ян н е бу д ет , т о съест его. Если ба бу ин у вид ит корм и приближ а ю щ егося к н ем у вож а ка , т о у ст у пит ем у д орогу . У вид ев д ру гого м олод ого са м ца , ба бу ин прим ет у грож а ю щ у ю позу , а если за м етит послед н его, ид у щ его вм ест е с вож а ком , т о от беж ит с у грож а ю щ им вид ом . З а да ча 19. У соба ки в ла бора т ории выра бот а ли след у ю щ ие реф лексы: если соба ке д а ва ли пищ у без ка ких-либо сигн а лов, то у н ее н а блю д а лось слю н оот д елен ие и пищ у он а ела ; под а ча светового сигн а ла вызыва ла слю н оотд елен ие н еза висим о от н а личия пищ и; зву ковой сигн а л са м по себе н е д а ва л н ика кой реа кции, под а ча его вм ест е с пищ ей н а слю н оот д елен ие т а кж е н е влияла , и соба ка пищ у н е ела . П од а ча ж е вм ест е с пищ ей и зву кового, и свет ового сигн а ла вм ест е вызыва ла под а влен ие слю н оотд елен ия, н о соба ка пищ у ела . Сост а вит ь н ейрон н у ю сет ь , описыва ю щ у ю т а кое повед ен ие соба ки. НЕЙР О ННЫ Е СЕТИ ИЗ ИМ П У Л ЬСНЫ Х НЕЙР О НО В, Р А Б О ТА Ю Щ ИХ В П О ТА КТО ВО М Р ЕЖ ИМ Е З а да ча 20. П у ст ь сет ь про ба бочку кра пивн ицу (за д а ча 1 (схем а без спон т а н н оа кт ивн ого н ейрон а )) обра зова н а ф орм а ль н ым и н ейрон а м и: а ) т ем пера т у ра н иж е 36 0С, в первый т а кт врем ен и появилось солн це. Ка к бу д ет ра бот а т ь эт а сет ь ? Б у д ет ли ее ра бот а у д овлет ворит ель н ой? Ка к след у ет у соверш ен ст вова т ь сеть ? Ч ерез сколь ко та кт ов после появлен ия солн ца ба бочка ра скроет крыль я в резу ль т а т е ра бот ы у соверш ен ст вова н н ой сети? б) светит солн це, в первый т а кт врем ен и т ем пера т у ра превысила 36 0С. Ка к бу д ет ра бот а т ь сет ь , построен н а я в за д а че 1? Б у д ет ли ее ра бот а у д овлет ворит ель н ой? З а да ча 21. Ка к н а д о у соверш ен ст вова ть сет ь в за д а че 1, если он а обра зова н а ф орм а ль н ым и н ейрон а м и? Ч ерез сколь ко т а кт ов после появлен ия солн ца ба бочка ра скроет крыль я в резу ль т а т е ра бот ы у соверш ен ст вова н н ой сет и? З а да ча 22. П рид у м а йт е сети из ф орм а ль н ых н ейрон ов д ля за д а ч 2 – 4, 6, 7, 11 – 19. З а да ча 23. Л ичин ка ст рекозы, ж иву щ а я в вод е, перед вига ется реа ктивн о: н а бира ет вод у в киш ку через а н у с и за т ем с силой выбра сыва ет ее обра т н о, полу ча я реа кт ивн ый т олчок и т а ким обра зом перед вига ется вперед . М ож н о пред ст а вить ра бот у личин ки ка к ра бот у чет ырехт а ктн ого д вига т еля. Та кт 1: а н у с от крыт ,

12 м ыш цы, сж им а ю щ ие киш ку ра ссла блен ы, вод а свобод н о втека ет в киш ку . Та кт 2: а н у с за крыва ет ся. Та кт 3: а н у с за крыт , м ыш цы киш ки н а пряга ю т ся и сж им а ю т киш ку . Та кт 4: а н у с от крыва ет ся, сж им а ю щ ие киш ку м ыш цы попреж н ем у н а пряж ен ы. П од д а влен ием эт их м ыш ц вод а с силой выбра сыва ет ся из киш ки через а н у с, личин ка д вига ет ся в прот ивополож н ом н а пра влен ии. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , обеспечива ю щ у ю ра бот у эт ой сист ем ы. З а да ча 24. Кон стру кт оры сд ела ли робота , кот орый перем ещ а ет ся с пом ощ ь ю н ог. Ка ж д а я н ога им еет ш а рн ири н егн у щ ееся колен о. Им ею т ся четыре м отора , кот орые м огу т д вига т ь н огу вперед , н а за д , вверх, вн из. (Вм ест о робот а м ож н о ра ссм а т рива т ь н огу ж ивотн ого, и т огд а вм ест о м оторов бу д у т ра бот а т ь м ыш цы). Х од ь ба робот а орга н изова н а т а к: 1) ра бот а ю т м оторы «вн из» и «н а за д », при эт ом н ога приж им а ет ся к гру н т у и от т а лкива ет ся от н его; 2) под ъем н оги вверх; 3) прод олж а ется под ъем вверх и перен ос н оги в возд у хе вперед ; г) н ога опу ска ет ся вн из н а гру н т . П осле этого соверш а ет ся переход к ф а зе 1 и цикл прод олж а ет ся. П рид у м а йт е сет ь из ф орм а ль н ых н ейрон ов д ля у пра влен ия ход ь бой т а кого робота . Сет ь д ля у пра влен ия ход ь бой робота д олж н а у пра влять ся кн опка м и «пу ск»и «ст оп». З а да ча 25. Ка к сд ела т ь т а к в за д а че 24, чт обы сигн а л «пу ск»н е м ог за пу ст ит ь в сет ь н овый им пу ль с, который собь ет ра бот у сист ем ы, если в сет и им еет ся хотя быод ин им пу ль с? П рид у м а йте н ейрон н у ю схем у . З а да ча 26. Ка к сд ела т ь т а к в за д а че 25, чт о сигн а л «ст оп» д олж ен д ейст вова т ь т оль ко в том слу ча е, если н ога ст оит н а зем ле? П рид у м а йт е соот ветст ву ю щ у ю н ейрон н у ю схем у . З а да ча 27. Некоторое беспозвон очн ое при пит а н ии пост у па ет т а к: «вку сн ые» пищ евые ча стицы, попа вш ие в киш ечн у ю полост ь , ест, а «н евку сн ые» - «выплевыва ет ». В киш ечн ой полости у н его ест ь д ва типа рецепт оров: од н и из н их реа гиру ю т н а горь кое и очен ь кислое (н есъед обн ое). Ка к т оль ко сред и пищ евых ча ст иц попа д а ет ся хот я бы од н а т а ка я, эт и рецепторы под а ю т сигн а л «т ревоги»: попа ло что-т о яд овит ое, зд оровь ю особи у грож а ет опа сн ост ь ! Ж ивотн ое н а чин а ет а кт ивн о сокра щ а т ь ся и ра ст ягива т ь ся, пром ыва я свою киш ечн у ю полост ь от яд а , пока рецепторы н е перест а н у т под а ва т ь сигн а л «т ревоги». Если пищ а солен а я или сла д ка я, об этом у зн а ю т рецепт оры вт орого типа . О н и под а ю т ком а н д у киш ечн ым клет ка м , и т е выд еляю т в полост ь пищ ева ритель н ые ф ерм ен т ы, н о если сред и «сла д кой»пищ и попа ла сь хотя бы од н а «горь ка я»ча ст ица , то выд елен ие пищ ева рит ель н ых соков прекра щ а ет ся. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , обеспечива ю щ у ю т а кое повед ен ие ж ивотн ого (обра тит е вн им а н ие н а т о, чт о при постоян н ом д ейст вии горь кой пищ и эф ф ект оры ра ст яж ен ия и сж им а н ия тела д олж н ы ра бота т ь поочеред н о!). З а да ча 28. У слож н ит е прид у м а н н у ю н ейрон н у ю сет ь в за д а че 27 та к, чтобы полост ь т ела н а протяж ен ии т рех т а ктов врем ен и сж им а ла сь и н а прот яж ен ии т рех та кт ов врем ен и ра ст ягива ла сь . З а да ча 29. Известн о, чт о при ра зд ра ж ен ии холод овых рецепт оров человека м ож ет возн ика т ь иллю зия. Если к рецепт ору н а корот кое врем я прикосн у т ь ся холод н ым пред м етом (бу д ем счита т ь , что всего н а од ин т а кт врем ен и), а за т ем

13 у бра т ь эт от пред м ет, то возн ика ет ощ у щ ен ие т епла . Если косн у т ь ся т ого рецепт ора холод н ым пред м етом и н е у бира т ь его, а д ерж а т ь его более д литель н ое врем я, то возн ика ет ощ у щ ен ие холод а без ощ у щ ен ия т епла в н а ча ле. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , объясн яю щ у ю м еха н изм т а кой иллю зии. З а да ча 30. П рид у м а йт е сет ь , кот ора я бу д ет д а ва т ь т еплову ю иллю зию при д ейст вии холод н ого пред м ет а н а рецепторв т ечен ие н е од н ого, а д ву х та кт ов врем ен и (а за т ем д ля слу ча я д литель н ост и д ействия в три та кт а , в n т а кт ов). З а да ча 31. Слу хова я систем а м ож ет опред елять н а пра влен ие н а источн ик зву ка , изм еряя врем я за па зд ыва н ия приход а зву кового сигн а ла к левом у и пра вом у у ху . П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я ра бот а ла бы, исполь зу я эт от прин цип, и сод ерж а ла н а выход е три д ет ект ора : «ист очн ик зву ка н а ход ит ся прям о перед о м н ой», «ист очн ик зву ка н а ход ит ся слева », «ист очн ик зву ка н а ход ит ся спра ва ». З а да ча 32. П рид у м а йт е лин ию за д ерж ки н а ст о та кт ов врем ен и, исполь зова в д ля этой цели м ен ее ст а н ейрон ов.

Р ис. 7. Р еш ен ие к за д а че 32.

З а да ча 33. П рид у м а йт е счет чик, который выд а ет сигн а л н а выход н ой н ейрон н а 321-м т а кт е, н а чин а я с м ом ен т а за пу ска . З а да ча 34. П рид у м а йте н ейрон н у ю сет ь – счетчик вход н ых им пу ль сов. Возбу ж д ен н ые н ейрон ы эт ой сет и д олж н ы пока зыва т ь , сколь ко всего вход н ых им пу ль сов пост у пило н а вход сети, или выход н ой н ейрон д олж ен возбу ж д а т ь ся после того, ка к н а вход пост у пило, н а прим ер, 12 им пу ль сов. Вход н ые им пу ль сы н е обяза т ель н о д олж н ы пост у па т ь во все послед ова т ель н ые т а кт ы врем ен и (н а прим ер, пятый им пу ль с м ож ет прийт и через т ри т а кт а после чет вертого). З а да ча 35. О д ин человек д ерж ит ла д он и, н а пра влен н ые д ру г к д ру гу , н а ра сст оян ии прим ерн о в 20 см . Дру гой пом ещ а ет ру ку м еж д у ла д он ям и. Если второй игрок ка са ет ся сн а ча ла верхн ей ла д он и, а за т ем через корот кое врем я (н е

14 боль ш е, чем за 5 с) – н иж н ей, то первый игрок д олж ен ловит ь его ру ку , сд вига я ла д он и; во всех оста ль н ых слу ча ях прикосн овен ия (н а прим ер, т оль ко прикосн овен ие к н иж н ей ла д он и) – н е д олж ен . П рид у м а йте н ейрон н у ю сет ь , кот ора я обеспечива ла быповед ен ие первого игрока в эт ой игре. З а да ча 36. На пиш ит е ф орм у лы д ля н ейрон н ых схем , изобра ж ен н ых н а рису н ке 8 (а , б), ка к ком бин а цию опера ций «И», «ИЛ И», «НЕ».

а Р ис. 8 а , б. Нейрон н ые схем ы к за д а че 36

б

НЕЙР О ННЫ Е СЕТИ С П А М Я ТЬЮ . О Б У Ч ЕНИЕ. «О Б У Ч ЕНИЕ С П ЕР ВО Г О Р А З А », У СЛ О ВНЫ Е Р ЕФ Л ЕКСЫ , П Р ИВЫ КА НИЕ З а да ча 37. «Ц ыплен ок и оса ». Извест н о, что цыплен ок сра зу после того, ка к вывод ится из яйца , н а чин а ет клева т ь ра зн ые пред м еты, в т ом числе м у х и ос. Если оса у ж а лит цыплен ка за язык, т о он сра зу за пом ин а ет эт о и при след у ю щ ей встрече с осой у бега ет от н ее. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , котора я описыва ла бы повед ен ие цыплен ка (у н ейрон н ой сет и д олж н о быт ь д ва вход а – от д ет ект ора осы и болевых рецепторов и д ва выход а : ком а н д н ые н ейрон ы пищ евого повед ен ия и бегст ва ). З а да ча 38. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь д ля «обу чен ия с первого ра за » , котора я бу д ет ра бот а т ь лиш ь в т ом слу ча е, если безу словн ый ст им у л за па зд ыва ет по от н ош ен ию к «у словн ом у »н а н екот орое число (н а прим ер, н а 3 - 5) т а кт ов . З а да ча 39. У соба ки выра ба т ыва ю т у словн ый реф лекс. Сн а ча ла перед н ей за ж ига ю т ла м пу , а через 3 – 5 с ей д а ю т пищ у . П ри появлен ии пищ и у соба ки выд еляет ся слю н а . П осле д есяти сочета н ий за ж ига н ия ла м пы и под а чи пищ и слю н а у соба ки н а чин а ет выд елят ь ся в от вет н а за ж ига н ие од н ой ла м пы, т.е. у соба ки выра бот а лся у словн ый реф лекс. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь д ля им ит а ции та кой выра бот ки у словн ого реф лекса . З а да ча 40. И.П . П а влов описыва л выра бот ку у словн ого реф лекса н а звон ок. Сн а ча ла д а ет ся звон ок, а потом перед соба кой ст а вит ся пищ а . Ч ерез н екот орое врем я у соба ки выра ба тыва ет ся у словн ый реф лекс, который выра ж а ет ся в т ом ,

15 чт о у ж е т оль ко н а звон ок у н ее выра ба тыва ет ся слю н а . Э ф ф ект ивн ост ь реф лекса изм еряется числом ка пель выд еливш ейся слю н ы. З а тем ст а вит ся н овый опыт : соба ке пока зыва ю т черн ый ква д ра т, через д есят ь секу н д д а ю т звон ок, н о пищ а н е ст а вит ся. Тем н е м ен ее через н екот орое число т а ких сочет а н ий у соба ки н а чин а ет выд елят ь ся слю н a у ж е при пока зе черн ого ква д ра т а . Та кие у словн ые реф лексы И.П . П а влов н а зва л вт оричн ым и. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , объясн яю щ у ю выра бот ку вт оричн ого у словн ого реф лекса . У чт ите, что при пред ъявлен ии черн ого ква д ра т а слю н ы выд еляет ся м ен ь ш е, чем в от вет н а звон ок. З а да ча 41. О пыт И.П . П а влова . Выра ба т ыва ет ся у словн ый реф лекс след у ю щ им обра зом : д а ется звон ок, потом пред ла га ет ся пищ а ; через 30 м ин у т звон ок, пот ом пред ла га ет ся пищ а ; через 30 м ин у т звон ок, пот ом пищ а ; ещ е через 30 м ин у т звон ок, за тем пищ а и т.д . П осле выра бот ки т а кого у словн ого реф лекса н а блю д а ется след у ю щ ий резу ль т а т . Если д а т ь звон ок через 10 м ин у т после корм лен ия, то слю н ы выд еляет ся м а ло; если через 20 м ин у т – т о боль ш е; если через 30 м ин у т – т о выд еляется м а ксим а ль н ое количест во слю н ы. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , соот вет ст ву ю щ у ю описа н н ом у выш е опыт у . З а да ча 42. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сеть , м од елиру ю щ у ю привыка н ие и от веча ю щ у ю след у ю щ им у словиям : 1) повторен ие ра зд ра ж ен ия привод ит к сн иж ен ию от ветн ой реа кции (обычн о реа кция у быва ет экспон ен циа ль н о); 2) черезн екоторое врем я после прекра щ ен ия д ейст вия ра зд ра ж ит еля (это м ож ет быт ь д ен ь или н ед еля) реа кция са м опроизволь н о восст а н а влива ет ся; 3) при изм ен ен ии ра зд ра ж ит еля возн ика ет ориен тировочн ый реф лекс (н а прим ер, если м н огокра т н о под а ва т ь д оста точн о гром кий зву к и д ож д а т ь ся привыка н ия, а потом д а т ь м ен ее гром кий зву к, возн ика ет ориен т ировочн ый реф лекс). Ка кие «блоки»д олж н ы вход ит ь в систем у , обеспечива ю щ у ю привыка н ие? З а д а ча 43. Если эксперим ен та тор перест а ет под креплят ь у словн ый ра зд ра ж ит ель (н а прим ер, зву к) безу словн ым (н а прим ер, пищ ей), т о через н екот орое число повторен ий у словн ый реф лекс у га са ет (н а прим ер, перест а ет выд елят ь ся слю н а в от вет н а зву к). П осле н есколь ких под креплен ий пищ ей реф лекс восст а н а влива ет ся. У га са н ие у словн ого реф лекса – од ин из ва риа н тов привыка н ия. О бъед ин ит е схем у выра бот ки у словн ого реф лекса и схем у привыка н ия. З а да ча 44. У соба ки выра ба тыва ет ся у словн ый реф лекс н а зву к опред елен н ой ча ст оты (зву к I). Если т еперь под а ва ть зву к н есколь ко отлича ю щ ейся ча стоты (зву к II), т о реф лект орн а я реа кция возн ика ет и н а н его. П осле этого зву к I прод олж а ю т под креплят ь пищ ей, а зву к II н е под крепляю т. Ч ерез н екоторое врем я реф лект орн а я реа кция возн ика ет т оль ко н а зву к I, а н а зву к II ж ивот н ое перест а ет от веча т ь . Э тот процесс н а зыва ю т выра бот кой д иф ф ерен цировки (ра зличен ия). П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь д ля выра бот ки д иф ф ерен цировки. З а да ча 45. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я позволила бы соба ке Б ет ти н а у чит ь ся вест и себя след у ю щ им обра зом . Если он а вид ит м ясо в своей м иске, он а его ест. Если соба ка вид ит м ясо, леж а щ ее н а столе, и хозяйки н ет в ку хн е, соба ка н е т рога ет м ясо, леж а щ ее н а ст оле.

16 П ЕР Ц ЕП ТР О НЫ И ДР У Г ИЕ О Б У Ч А Ю Щ ИЕСЯ КЛ А ССИФ ИКА Ц ИО ННЫ Е СИСТЕМ Ы З а да ча 46. П рид у м а йт е т а ку ю н ейрон н у ю сет ь , чтобы он а вела себя ка к обу ча ем а я ча ст ь перцепт рон а (см . рису н ок 9), т .е. при н а ж а тии кн опки У 1 у величива ла н а ед ин ицу сигн а л, приход ящ ий от т ех А -элем ен тов, кот орые были возбу ж д ен ы, а при н а ж а тии кн опки У 2 у м ен ь ш а ла этот сигн а л н а ед ин ицу .

Р ис. 9. Трехслойн ый перцептрон

З а да ча 47. Р а зберите, ка к бу д ет ра бот а т ь сет ь Б рин д ли (рису н ок 10), если при обу чен ии ее за ст а вили выу чит ь все возм ож н ые сочета н ия т рех слов. Ка кие ош ибки в от вет а х сет и бу д у т возн ика т ь ? З а да ча 48. П рид у м а йт е сет ь с элем ен та м и а кт ивн ой па м яти, который обу ча лся бы т а к ж е, ка к син а пс в сети Б рин д ли, т .е. обу ча лся, когд а в пред ыд у щ ий т а кт врем ен и возбу д илось их пресин а птическое волокн о, а в послед у ю щ ий т а кт – т от н ейрон , н а котором он и ока н чива ю т ся. СЛ У Ч А ЙНЫ Е П Р О Ц ЕССЫ . З А Б Ы ВА НИЕ. НА ДЕЖ НО СТЬ. О Б У Ч ЕНИЕ В СЛ У Ч А ЙНО ЙСР ЕДЕ З а да ча 49. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , н а выход е кот орой им пу ль сы появлялись быв слу ча йн ые м ом ен т ы врем ен и. З а да ча 50. Верн ит есь к за д а че про ба бочку кра пивн ицу (см . за д а чу 1). П у ст ь у ка ж д ого н ейрон а порог м ож ет в слу ча йн ые м ом ен т ы врем ен и ст а н овит ь ся н а ед ин ицу боль ш е (вм ест о од н ого – д ва , вм ест о д ву х - т ри), а потом через н есколь ко т а кт ов м ож ет сн ова возвра щ а ть ся к исход н ом у зн а чен ию . П рид у м а йт е

17 т а ку ю схем у , чт обы он а ра бот а ла , ка к н а д о, н есм отря н а эт и изм ен ен ия порогов.

Р ис. 10. Сет ь Б рин д ли д ля за пом ин а н ия ф ра з

З а да ча 51. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я бу д ет вест и себя т а к, ка к а вт ом а т с лин ейн ой та кт икой (а вт ом а т Ц етлин а ) (рису н ок 11), им ею щ ий глу бин у па м яти в 3 ячейки. У сет и д олж н о быт ь 4 д ет ект ора (н а прим ер, вку с м у хи и боль от ж а ла осы при клева н ии и у зн а ва н ие осы при ра ссм отрен ии д обычи) и д ва ком а н д н ых н ейрон а , за пу ска ю щ их клева н ие и ра ссм а трива н ие.

Р ис. 11. А вт ом а т Ц ет лин а (а втом а т с лин ейн ой т а кт икой) З а да ча 52. В сред е им еет ся 60 % м у х и 40 % ос. У а втом а т а Ц ет лин а всего од н а ячейка па м яти. Ка кой сред н ий д оход бу д ет им ет ь т а кой а втом а т ?

18 З а да ча 53. А вт ом а т с лин ейн ой т а кт икой м ож ет им ет ь н е д ва возм ож н ых способа повед ен ия, а три или боль ш е. На рису йт е схем у переход ов, под обн у ю изобра ж ен н ой ра н ее н а рису н ке 10 д ля а втом а т а Ц етлин а с т рем я способа м и повед ен ия. З а да ча 54. На рису йт е схем у переход ов по ячейка м па м яти д ля а вт ом а т а Крин ского. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , им ит иру ю щ у ю повед ен ие этого а вт ом а т а . НЕЙР О НЫ С Л ИНЕЙНО ЙХ А Р А КТЕР ИСТИКО Й З а да ча 55. На рису н ке 11 привед ен а н ейрон н а я сет ь . На йд ит е зн а чен ия выход н ой величин ы упри у словии х 1>х 2. На йд ит е зн а чен ия величин ы упри у словии х 1<х 2. Ка ку ю опера цию осу щ ест вляет эта н ейрон н а я сет ь ?

Р ис. 12. Нейрон н а я сеть к за д а че 55

З а да ча 56. О т вет ь т е н а т е ж е вопросы, чт о и в пред ыд у щ ей за д а че, д ля привед ен н ой н а рису н ке 12 н ейрон н ой сет и. З а да ча 57. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я д а ет выход н ой сигн а л т оль ко при у словии, когд а х 1=х 2. З а да ча 58. П у ст ь число торм озн ых син а псов н а выход н ом н ейрон е в схем е за д а чи 57 ра вн о 2n. Тогд а сеть бу д ет пропу ска т ь сигн а лы, д а ж е если х 1 и х 2 бу д у т н е в т очн ости ра вн ы д ру г д ру гу . На йд ит е «полосу пропу ска н ия», т.е. величин у от личия вход н ых сигн а лов д ру г от д ру га , при которой сет ь выд а ет выход н ой сигн а л в за висим ости от величин ыn. З а да ча 59. П рид у м а йте схем у , кот ора я им еет т ри вход а и д а ет выход н ой сигн а л т оль ко при у словии х 1=х 2=х 3.

19

Р ис. 13. Нейрон н а я сет ь к за д а че 56

Р ис. 14. Р еш ен ие к за д а че 57 З а да ча 60. Ц вет н ое зрен ие. Известн о, чт о ж ивот н ое, обла д а ю щ ее всего од н им т ипом зрит ель н ых рецепторов, н е м ож ет им ет ь цветн ое зрен ие. П у ст ь им еет ся ж ивот н ое, обла д а ю щ ее д ву м я т ипа м и колбочек (ка к д а ль т он ик). Ка ж д а я колбочка соед ин ен а со своим н ейрон ом . Ч а ст от а ра зряд ов т а ких н ейрон ов, соед ин ен н ых с ра зн ым и типа м и колбочек, по-ра зн ом у за висит от д лин ы волн ы света , он а пред ст а влен а н а рису н ке 15. Крива я х 1 д а ет ча стот у ра зряд а д ля н ейрон ов, соед ин ен н ых с од н им типом колбочек, а крива я х 2 –д ля н ейрон ов, связа н н ых со вт орым типом колбочек. П од ось ю а бсцисс у ка за н ы цвета , кот орые вид ит человек, когд а н а его гла з па д а ет свет с соот вет ст ву ю щ ей д лин ой волн ы. П ривед ите

20 д ве причин ы, по кот орой орга н изм с од н им типом колбочек, им ею щ их та ку ю ж е криву ю спект ра ль н ой чу вст вит ель н ост и, ка к н а рису н ке 10, н е см ож ет ра злича т ь цвет а ?

Р ис. 15. З а висим ость ча ст оты ра зряд а н ейрон ов, соед ин ен н ых с ра зн ым и типа м и колбочек, в за висим ост и от д лин ы волн ысвет а по оси а бсцисс –д лин а волн ысвета ; по оси орд ин а т –ча ст от а ра зряд а соответ ст ву ю щ его н ейрон а (х1 и х2) З а да ча 61. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я реа гирова ла бы н а ж елтоора н ж евый цвет (при котором пересека ю т ся кривые х 1 и х 2) и н е реа гирова ла бы н и н а ка кие д ру гие цвет а . З а да ча 62. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , котора я реа гирова ла бы толь ко н а ж елт ый цвет, когд а ча ст от а ра боты н ейрон ов типа 1 ровн о в д ва ра за боль ш е, чем ча ст ота ра бот ын ейрон ов типа 2. З а да ча 63. Ка ка я д олж н а быт ь н ейрон н а я сет ь д ля опред елен ия цвет а , если при эт ой д лин е волн ы ча ст от а ра боты н ейрон ов од н ого типа в 2,5 ра за боль ш е, чем ча ст ота им пу ль са ции н ейрон ов второго т ипа ? З а да ча 64. П у ст ь поле зрен ия д елит ся н а д ве половин ы – леву ю и пра ву ю . П у ст ь н а ка ж д у ю половин у поля зрен ия проециру ет ся светлый кру г н екот орого д иа м ет ра (см . рису н ок 16). Ч ем боль ш е д иа м ет ркру га , т ем боль ш е рецепторов возбу ж д а ет ся. Сигн а л от рецепт оров пост у па ет к н ейрон а м -су м м а т ора м , та к чт о ча ст ота ра боты эт их су м м а т оров х1 и х2 пропорцион а ль н а площ а д и кру гов (д ля простот ы бу д ем счит а т ь коэф ф ициен т пропорцион а ль н ост и ра вн ым ед ин ице). Ита к, у н а с ест ь д ва вход н ых сигн а ла : первый ра вен площ а д и первого кру га , вт орой – второго. П рид у м а йте н ейрон н у ю сет ь , н а вход е кот орой были бы сиг-

21 н а л, приход ящ ие от н ейрон ов-су м м а т оров, а н а выход е стояли бы три н ейрон а д ет ект ора . П ервый н ейрон ра бота ет тогд а , когд а х 1>x2, вт орой когд а х 1=x2, трет ий – когд а х 1<x2.

Р ис. 16. К за д а че о н ейрон н ой сет и, опред еляю щ ей соотн ош ен ие площ а д ей д ву х окру ж н ост ей

З а да ча 65. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , н а выход е которой ст оит д ет ект ор, обн а ру ж ива ю щ ий кру г, ра зм еры которого (S) леж а т в н екот орых за д а н н ых пред ела х S1<S<S2. З а да ча 66. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , н а вход е кот орой ст оит д ет ект ор, реа гиру ю щ ий н а все м елкие пред м еты (т .е. т а кие объект ы, площ а д ь (S) кот орых м ен ь ш е н екот орой (S<S1)). З а да ча 67. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , н а выход е кот орой стоит д ет ект ор, реа гиру ю щ ий т оль ко н а боль ш ие объект ы, площ а д ь (S) кот орых боль ш е за д а н н ой S>S1. З а да ча 68. Ж ивот н ое опред еляет н а пра влен ие н а источн ик зву ка , исполь зу я ряд ха ра кт ерист ик зву ка , в ча стн ост и, его гром кост ь . Если источн ик зву ка н а ход ится прям о перед ж ивот н ым , гром кий зву к восприн им а ет ся пра вым и левым у хом ра вн о д ру г д ру гу . П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь д ля д ет ект ирова н ия источн ика зву ка , ра сполож ен н ого прям о перед ж ивот н ым , слева от ж ивотн ого, спра ва от ж ивот н ого. З а да ча 69. Скорее всего, сет ь , прид у м а н н а я Ва м и к за д а че 68, н е бу д ет от лича ть ист очн иков зву ка , ра сполож ен н ых прям о перед н осом и прям о поза д и хвост а (и в т ом и в д ру гом слу ча е сигн а лы, пост у па ю щ ие к пра вом у и левом у у ху , ра вн ы м еж д у собой). Ка к ж е ж ивот н ом у от личить н а пра влен ие н а ист очн ик зву ка , н а ход ящ ийся перед н им , от источн ика зву ка , н а ход ящ егося поза д и н его? П ред ло-

22 ж ит е соот вет ст ву ю щ ий прием и соот вет ст ву ю щ у ю сет ь ! (П од ска зка : З ву к, приход ящ ий слева , силь н ее возбу ж д а ет рецепторы левого у ха , т.к. рецепт оры пра вого у ха ча ст ичн о экра н ирова н ы от приход ящ его зву ка головой ж ивотн ого). З а да ча 70. П рид у м а йт е д ве н ейрон н ые сет и ра зн ой кон стру кции, превра щ а ю щ ие вход н ой сигн а л ра зн ой величин ы в кон ст а н т у . З а да ча 71. П ри сра вн ен ии боль ш ого и м а лен ь кого кру га (см . за д а чи 65, 66, 67) м ы исход или из пред полож ен ия, что су м м а рн ый сигн а л за висит толь ко от площ а д и кру га , н е у чит ыва я яркост и кру га . М а лен ь кий, н о ярко освещ ен н ый кру г м ож ет д а ва ть т а кой ж е сигн а л, ка к и боль ш ой кру г, н о сла бо освещ ен н ый. Ч т обы сд ела т ь более соверш ен н ый д етект ор площ а д и кру га , н еобход им о у чест ь у ровен ь освещ ен н ост и. На д о счит а ть , чт о сред и рецепторов ра зброса н ы т а кие, кот орые н е д а ю т вход а к су м м а т ору , от веча ю щ ем у за площ а д ь кру га , а соед ин ен ы с д ру гим у стройст вом , опред еляю щ им яркост ь . Дет ект оряркости д олж ен д а ва т ь сигн а л, который н е за висит от числа за д ейст вова н н ых рецепт оров (м ож н о счит а т ь , чт о он д олж ен вычислят ь сред н ее а риф м ет ическое зн а чен ие всех сигн а лов от рецепторов яркости). Необход им о прид у м а т ь н ейрон н у ю сет ь , кот ора я опред еляла бы верн о площ а д ь кру га , у чит ыва я зн а чен ие яркост и. П опробу йт е реш ит ь эт и д ве за д а чи (о д ет ект оре яркост и и о д ет ект оре площ а д и с у чет ом яркост и). З а да ча 72. П рид у м а йт е д ет ект оры, которые сообщ а ю т, что н а поле рецепторов проециру ет ся горизон т а ль н а я лин ия, верт ика ль н а я лин ия или лин ия под у глом 45 0. Ка к от личит ь м а лен ь ку ю и ярку ю лин ию от боль ш ой, н о сла бо освещ ен н ой? З а да ча 73. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , кот ора я сообщ а ла бы н а м , что в поле зрен ия н а ход ится вертика ль н а я ж елт о-ора н ж ева я лин ия. З а да ча 74. В 1949 год у а н глийский биолог Х а ртла йн изу ча л ра бот у гла за м орского беспозвон очн ого – м ечехвост а , сход н ого с вым ерш им и т рилобита м и. О н освещ а л од ин очн ые рецепт оры гла за м ечехвост а и регистрирова л ча стот у ра зряд а в а ксон а х, ид у щ их в м озг. Если освещ а т ь од ин очн ый рецептор, т о регистриру ет ся н екот ора я ча ст ота ра зряд а . Если ж е д ополн ит ель н о освет ит ь сосед н ий рецептор, то ча стота ра зряд а в сосед н ем а ксон е у быва ет . Та ким обра зом , сосед н ие рецепторы вза им н о т орм озят д ру г д ру га . Та ку ю сеть н а зыва ю т сеть ю с ла т ера ль н ым торм ож ен ием (рису н ок 13). Б ыло пока за н о, чт о при освещ ен ии д ву х рецепторов ча ст оты их ра зряд а описыва ю т ся след у ю щ ей сист ем ой лин ейн ых у ра вн ен ий: X1 = L1 – K2,1X2, X2 = L2 – K1,2X1, гд е Х 1 – ча ст от а ра зряд а первого рецепт ора ; L1 и L2 – т е ча стоты ра зряд ов, кот орые н а блю д а ю т ся в от су т ст вии освещ ен ия сосед а ; К 2,1 – число, ха ра кт еризу ю щ ее т орм озн ое д ействие вт орого рецепт ора н а первый; К 1,2 – число, ха ра кт еризу ю щ ее торм озн ое д ейст вие первого рецептора н а второй.

23

Р ис. 17. Нейрон н а я сеть с ла т ера ль н ым т орм ож ен ием

ин т ен сивн ост ь

На рису н ке 17 у ка за н ы т орм озн ые связи т оль ко м еж д у ближ а йш им и сосед ям и. В д ейст витель н ости т а кие торм озн ые связи м огу т т ян у т ь ся и к д ост а т очн о отд а лен н ым рецептора м . П ри этом коэф ф ициен т торм ож ен ия т ем м ен ь ш е, чем д а ль ш е рецепт оры от ст оят д ру г от д ру га , т .е. К 1,2>K1,3>K1,4 и т.д . П ри возбу ж д ен ии н есколь ких н ейрон ов сети их вза им од ейст вие описыва ет ся у ра вн ен иям и т ого ж е типа , чт о и привед ен н ое выш е у ра вн ен ие. На прим ер, при освещ ен ии трех н ейрон ов возбу ж д ен ие первого изн их описыва ет ся у ра вн ен ием : X1 = L1 – K2,1X2 – K3,1X3 О т т ого, что в ра бот у вклю чился т рет ий н ейрон , коэф ф ициен т К 2,1 н е изм ен яется. П у ст ь т еперь н а сет ь рецепт оров с ла т ера ль н ым т орм ож ен ие па д а ет свет. П роф иль ин т ен сивн ости свет а изобра ж ен н а рису н ке 18. Кру т а я н а клон н а я лин ия – эт о гра н ица «т ем н от а - свет » или ра сстоян ие гра н ица яркого и м ен ее яркого света . Та ка я гра Р ис. 18. П роф иль ин т ен сивн ост и свет а н ица всегд а быва ет более или м ен ее ра зм ытой за счет ра ссеян ия свет а . П опробу йт е с пом ощ ь ю вычислен ий или ра ссу ж д ен ий

24 н а йти зн а чен ия величин ы Х 1, Х 2 и т.д ., кот орые возн ика ю т под д ейст вием та кого ра спред елен ия свет а . Ка к бу д ет выгляд ет ь гра ф ик за висим ости Х 1, Х 2, ... , Х n от ра сст оян ия? Ка ку ю ф у н кцию м ож ет выполн ят ь т а ка я сет ь ? З а да ча 75. П о ка ком у за кон у д олж ен у м ен ь ш а т ь ся в за висим ост и от ра сст оян ия коэф ф ициен т т орм ож ен ия, чтобы выход н ейрон а -су м м а т ора был прям о пропорцион а лен ра сстоян ию м еж д у т очка м и? М О ТО Р НЫ Е СЕТИ З а да ча 76. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь -ин вертор, котора я преобра зу ет от рица т ель н ый торм озн ой сигн а л в ра вн ый ем у полож ит ель н ый. З а да ча 77. Ч то изм ен ится в ра боте ген ера тора пла ва н ия пиявки (рис. 19), если возбу ж д ен ие, приход ящ ее от ком а н д н ого н ейрон а , у силится?

Р ис. 19. Торм озн ое коль цо из4 н ейрон ов

З а да ча 78. М ож н о ли пост роит ь ген ера т ор, а н а логичн ый ген ера тору , изобра ж ен н ом у н а рису н ке 15, изд ру гого числа н ейрон ов? З а да ча 79. Известн о, что м от ыль ки лет ят н а свет. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , им итиру ю щ у ю т а кое повед ен ие, исполь зу я след у ю щ ее: если свет, попа д а ю щ ий н а пра вый и н а левый гла з, им еет од н у и т у ж е ин т ен сивн ост ь , т о м отылек ле-

25 т ит по прям ой; если ин т ен сивн ост ь ра зличн а , то эт о привод ит к поворот у м от ыль ка по н а пра влен ию к свет у . З а да ча 80. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь , в кот орой выход н ой н ейрон реа гирова л бы н а д виж ен ие свет лого пятн а н а сет ча т ке спра ва н а лево. Ка к н а д о изм ен ит ь Ва ш у сеть при ра зн ых скоростях д виж ен ия пятн а ? З а да ча 81. На д о ли ка к-н ибу д ь изм ен ить схем у в за д а че про ба бочку кра пивн ицу (за д а ча 1), если н ейрон ы со ст у пен ча т ой ха ра кт ерист икой за м ен ит ь н а н ейрон ы с лин ейн ой ха ра кт ерист икой? Если н ет, то объясн ит е почем у ; если д а , то ка ким им ен н о обра зом ? З а да ча 82. У н а секом ых су щ ест ву ю т м ыш цы, кот орые м огу т за крыва т ь и от крыва ть д ыха ль ца тра хейн ой сист ем ы. О бн а ру ж ен о, что чем н иж е вла ж н ост ь , т ем силь н ее за крыты д ыха ль ца . Соста вит ь н ейрон н у ю сет ь , описыва ю щ у ю т а кое повед ен ие н а секом ого. З а да ча 83. Г олод н а я соба ка м ож ет ест ь и су п , и м ясо, причем , если он а вид ит и су п, и м ясо, он а сн а ча ла съед а ет м ясо. Если соба ка н а ход ит ся в сост оян ии сред н ей сытости, т о съед а ет т оль ко м ясо. Если он а сыт а , то н е ест н ичего. Сост а вит ь н ейрон н у ю сет ь , описыва ю щ у ю т а кое повед ен ие соба ки. З а да ча 84. Р еш ит е за д а чи 2, 13, 14, счит а я, что сет ь состоит из н ейрон ов с лин ейн ым и ха ра кт ерист ика м и. З а да ча 85. Извест н о, что в от вет н а н еож ид а н н ый зву к ж ивот н ое повора чива ет гла за в н а пра влен ии ист очн ика зву ка . Им ею т ся специа ль н ые ком а н д н ые н ейрон ы, у пра вляю щ ие поворот ом гла з. Ест ь ком а н д н ый н ейрон , кот орый ост а вляет гла за в покое. На рису н ке 20 он обозн а чен 00, ест ь н ейрон , вызыва ю щ ий поворот гла з н а 10 0, н а 20 0 и т.д . отн осит ель н о того полож ен ия, в котором н а ход ится гла з. П у ст ь ист очн ик зву ка н а ход ится прям о перед ж ивот н ым . Тогд а в слу ховой сист ем е возбу ж д а ет ся д ет ект ор, кот орый пока зыва ет соот вет ст ву ю щ ее полож ен ие ист очн ика зву ка (н а рису н ке 19 это н ейрон Д). Им еет ся та кж е н ейрон н а я сет ь со след у ю щ им и свойст ва м и. Если гла за см от рят прям о вперед , то сет ь под клю ча ет н ейрон -д етект ор к ком а н д н ом у н ейрон у 0 0, т а к ка к поворот гла за н е т ребу ется. Если гла за поверн у т ы н а 10 0 впра во, то тот ж е н ейрон д ет ект орт еперь вызыва ет возбу ж д ен ие д ру гого ком а н д н ого н ейрон а 10 0, который вызыва ет поворот гла за н а 10 0. Если гла за поверн у т ы н а 20 0 впра во, то т от ж е н ейрон -д ет ект орвызыва ет возбу ж д ен ие ком а н д н ого н ейрон а 20 0 и т .д . Та ким обра зом , н ейрон -д ет ект орока зыва ет ся «под клю чен н ым »к т ом у или ин ом у ком а н д н ом у н ейрон у в за висим ост и от у гла поворот а гла з. Та кие н ейрон н ые сет и н а зыва ю т ся сет ям и-ком м у та т ора м и. П рид у м а йт е н ейрон н у ю сет ь ком м у т а т ор д ля у пра влен ия поворотом гла з в н а пра влен ии ист очн ика зву ка . У чт ите, что в от личие от т ехн ического ком м у та т ора , в кот ором кон т а кт ы ча сто от клю ча ю т ся от од н их клем м к д ру гим в резу ль та т е чист о м еха н ического процесса , в н ейрон н ой сет и а ксон ы н е м огу т м гн овен н о от соед ин ят ь ся от од н их н ейрон ов-м иш ен ей и прира ст а т ь к д ру гим н ейрон а м : ком м у т а ция д олж н а осу щ ест влят ь ся за счет у ст ройст ва са м ой сет и.

26

Р ис. 20. К за д а че о н ейрон н ой сет и у пра вляю щ ей поворот ом гла з

ГЛА В А 2. ГЕ Н Е Т И К А ЧЕ ЛО В Е К А КЛ ИНИКО -Г ЕНЕА Л О Г ИЧ ЕСКИЙМ ЕТО Д М ЕДИЦ ИНСКО ЙГ ЕНЕТИКИ Клин ико-ген еа логический м ет од являет ся ва ж н ейш им , хотя и ст а рым , м ет од ом клин ической ген етики. Им ен н о с н его н а чин а ется клин ико-ген етическое исслед ова н ие, кот орое вклю ча ет изу чен ие па т ологических призн а ков у проба н д а , его боль н ых и зд оровых род ст вен н иков. М етод отн осит ель н о прост и д ост у пен , су щ н ост ь м ет од а за клю ча ет ся в сост а влен ии и а н а лизе род ословн ых, что позволяет опред елит ь н а след ст вен н ый и н ен а след ст вен н ый ха ра кт ерза болева н ия (призн а ка ), его м он оген н ый или полиген н ый ва риа н т н а след ова н ия. На рису н ке 21 изобра ж ен ы ста н д а ртн ые прием ы и обозн а чен ия, прим ен яем ые при сост а влен ии род ословн ых. Ин д ивид , с которого н а чин а ет ся исслед ова н ие, н а зыва ется проба н д ом (лицо, обра т ивш ееся за м ед ико-ген етической кон су ль т а цией), его род н ые бра т ь я и сестры – сибсы. Ка ж д ый член род ословн ой им еет свой сим вол и ш иф р, состоящ ий из д ву х циф р(рим ска я обозн а ча ет н ом ерпоколен ия, а ра бска я – н ом ерин д ивид а при н у м ера ции член ов од н ого поколен ия послед ова тель н о слева н а пра во). П од род ословн ой пом ещ а ется леген д а – поясн ен ие к у словн о прин ят ым обозн а чен иям . Сбор род ословн ой н а чин а ет ся с общ их вопросов: Ф ИО , возра ст , н а цион а ль н ост ь проба н д а и его род ит елей, н а личие кровн о-род ствен н ых бра ков в род ословн ой м еж д у лю бым и род ст вен н ика м и, выявлен ие боль н ых с од ин а ковым и па т ологическим и призн а ка м и, н а личие выкид ыш ей, м ертворож д ен ий, ра н н ей гибели д етей, слу ча и рож д ен ия д ет ей с врож д ен н ым и порока м и ра звит ия, ге-

27 н ом н ым и и хром осом н ым и м у т а циям и. Ж ела т ель н о исполь зова т ь сем ейн ый ф отоа ль бом , м ед ицин ский а рхив и д р.

Р ис. 21. Ста н д а ртн ые прием ыи обозн а чен ия, прим ен яем ые при сост а влен ии род ословн ых

28 Схем а тическое изобра ж ен ие род ословн ой н а чин а ется с проба н д а (пом еча ет ся стрелкой), кот орый обычн о ра спола га ет ся в послед н ем изу ча ем ом в д а н н ой род ословн ой поколен ии род ствен н иков (род ословн а я д олж н а охва тыва т ь н е м ен ее д ву х – трех поколен ий). З а т ем собира ю т ся и обозн а ча ю тся в род ословн ой свед ен ия о д етях проба н д а (если эт о взрослый человек) и его сибса х (с у чет ом послед ова т ель н ости берем ен н ост ей и их исход ов). Да лее собира ю т ся д а н н ые о кровн ых род ст вен н ика х по лин ии м а т ери: сн а ча ла все о м а тери проба н д а , ее сибса х и их д етях, за т ем все о ба бу ш ке по лин ии м а тери, ее сибса х и их д етях и вн у ка х. Если возм ож н о, то собира ю т ся свед ен ия о проба бу ш ке проба н д а . П осле этого в т а кой ж е послед ова тель н ост и собира ю т ся свед ен ия о кровн ых род ст вен н ика х по лин ии отца . З а верш ив сбор а н а м н естических д а н н ых, прист у па ю т к д ет а ль н ом у осм отру проба н д а . П осле н его провод ит ся ген еа логический а н а лиз, за клю ча ю щ ийся в опред елен ии ва риа н т а и т ипа н а след ова н ия за болева н ия (призн а ка ). П ри провед ен ии ген еа логического а н а лиза прин ципиа ль н ое зн а чен ие им еет величин а выборки, н а осн ове которой сост а влен а род ословн а я, полн ота регистра ции н осит елей призн а ка и их род ст вен н иков. Необход им о т а кж е пом н ит ь о ф ен окопиях за болева н ий. Ниж е пред ст а влен ы за д а чи, д ля реш ен ия кот орых н еобход им о сост а вит ь или проа н а лизирова т ь род ословн ые. З а да ча 1. У проба н д а -м у ж чин ы полид а кт илия. Его от ец т а кж е им еет эт у па тологию , у м а т ери ее н ет. Да ль н ейш а я род ословн а я известн а т оль ко по лин ии от ца . У отца ест ь бра т и сестра с н орм а ль н ым строен ием кист и и бра т и сест ра с полид а кт илией. Дяд я с этой па т ологией был д ва ж д ы ж ен а т н а ж ен щ ин а х без па т ологии. О т первого бра ка у н его была д очь с полид а кт илией, а от вт орого –6 д ет ей : сын и д ве д очери с полид а кт илией и д ва сын а и д очь с н орм а ль н ым ст роен ием кисти. Тет я проба н д а с н орм а ль н ым строен ием кист и была за м у ж ем за м у ж чин ой без у ка за н н ой а н ом а лии. У н их было три м а ль чика и т ри д евочки с н орм а ль н ым строен ием кист и. Дед проба н д а без а н ом а лии, а ба бка с полид а кт илией. Ка кова вероятн ост ь рож д ен ия д ет ей с полид а кт илией в сем ь е проба н д а , если он вст у пит в бра к с ж ен щ ин ой, им ею щ ей н орм а ль н ое ст роен ие кисти ? З а да ча 2. Кон су ль т иру ю щ ийся м у ж чин а н орм а ль н ого рост а , им еет сест ру с а хон д ропла зией (н а след ст вен н а я ка рликовост ь ). М а т ь проба н д а без па тологии, а от ец болен а хон д ропла зией. П о лин ии от ца проба н д им еет д ву х зд оровых тет ок, од н у т ет ку с а хон д ропла зией и од н ого д яд ю с а хон д ропла зией. Тет ка с а хон д ропла зией за м у ж ем за м у ж чин ой без эт ой па тологии, у н их сын -ка рлик. З д орова я т ет ка от зд орового м у ж а им еет д ву х м а ль чиков и д ву х д евочек – все он и зд оровы. Дяд я-ка рлик ж ен а т н а зд оровой ж ен щ ин е, у н его д ве н орм а ль н ые д очери и сын -ка рлик. Дед по лин ии отца – ка рлик, а ба бка н орм а ль н ого роста . Сост а вит ь род ословн у ю , опред елит ь вероят н ост ь появлен ия ка рликов в сем ь е проба н д а , если его ж ен а бу д ет им ет ь т а кой ж е ген отип, ка к и он са м . З а да ча 3. П роба н д , ж ен щ ин а с ф осф а т д иа бетом , обра т ила сь в м ед икоген етическу ю кон су ль т а цию по повод у прогн оза потом ст ва . Из а н а м н еза : ф осф а т д иа бетом боль н а сестра проба н д а , д ва ее бра та зд оровы. О т ец проба н д а болен ф осф а тд иа бетом , а м а т ь зд орова . О т ец проба н д а им еет сестру , боль н у ю ф осф а тд иа бетом , и д ву х зд оровых бра ть ев. Б оль н а я т ет ка за м у ж ем за зд оровым

29 м у ж чин ой и им еет 5 д ет ей, из н их д ве д очери и од ин сын зд оровы, ещ е од н а д очь с сын ом болею т ф осф а т д иа бетом . Ф осф а тд иа бетом боль н а ба бка по отцовской лин ии и сест ра ба бки. Два бра та ба бки зд оровы, ф осф а т д иа бетом болел пра д ед , пра ба бка была зд орова . Ка кова вероят н ост ь рож д ен ия боль н ого ребен ка в сем ь е проба н д а , если он а выйд ет за м у ж за зд орового м у ж чин у ? З а да ча 4. Сост а вь те род ословн у ю сем ь и со слу ча ям и врож д ен н ой ка т а ра кт ы. П роба н д -м у ж чин а , болен ка т а ра кт ой, кот ора я была и у его м а тери и д ед а по м а т ерин ской лин ии. Дяд я и тет ка со сторон ы м а тери и т ри д вою род н ых бра т а – д ет и д яд и - зд оровы. О т ец проба н д а , тет ка по от цовской лин ии, а т а кж е д ед и ба бка по от цовской лин ии зд оровы. Из д ву х д ет ей проба н д а сын зд оров, а д очь боль н а врож д ен н ой ка т а ра ктой. Ж ен а проба н д а , ее сест ра , д ва ее бра т а и род ит ели ж ен ы зд оровы. Соста вив род ословн у ю , опред елит е тип н а след ова н ия болезн и в этой сем ь е. У ка ж ит е член ов сем ь и, у кот орых ген отип м ож ет быт ь у ст а н овлен д остоверн о. З а да ча 5. З д оровые м у ж и ж ен а – д вою род н ые сибсы, им ею т д очь , боль н у ю а т а ксией Ф рид рейха . М а т ь м у ж а и от ец ж ен ы – род н ые сибсы. О н и зд оровы. Б ра т м у ж а и д ве сест ры ж ен ы – зд оровы. О бщ ий д яд я су пру гов т ож е зд оров. Их общ а я ба бка была зд орова , а д ед стра д а л а т а ксией. Все род ст вен н ики со сторон ы отца м у ж а , в том числе д ва д яд и, д вою род н а я сест ра , д ед и ба бка зд оровы. Все род ст вен н ики м а т ери ж ен ы, в том числе д ве тет ки, д вою род н ый бра т, д ед и ба бка зд оровы. Сост а вив род ословн у ю , отм ет ь т е всех член ов род ословн ой, гет ерозигот н ост ь которых по ген у а т а ксии н е вызыва ет сом н ен ия. О пред елите т ип н а след ова н ия болезн и. З а да ча 6. Соста вь т е род ословн у ю сем ь и со слу ча ям и прогрессиру ю щ ей м иопа т ии Дю ш ен а (а т роф ия скелет н ой м у ску ла т у ры, н а чин а ю щ а яся в д ет ском возра ст е с быстрым ра звит ием и т яж елым т ечен ием ). П роба н д -м а ль чик, боль н ой м иопа тией. П о д а н н ым а н а м н еза род ит елей, са м и род ит ели и д ве сестры проба н д а зд оровы. П о от цовской лин ии д ва д яд и, т ет ка , д ед и ба бка проба н д а тож е зд оровы. Две д вою род н ые сестры (д ети д яд и) и д вою род н ый бра т (сын т ет ки проба н д а ) зд оровы. П о лин ии м а т ери проба н д а од ин из д ву х д яд ей (ст а рш ий) болел м иопа тией. Вт орой д яд я (зд оровый) им ел д ву х зд оровых сын овей и зд орову ю д очь . Тет ка проба н д а им ела зд орового сын а . Дед и ба бка проба н д а зд оровы. Сост а вив род ословн у ю , опред елит е т ип н а след ова н ия болезн и в этой сем ь е. У ка ж ит е гет ерозиготн ых член ов род ословн ой. З а да ча 7. З д орова я ж ен щ ин а , ее бра т болеет рет ин обла ст ом ой. Ее род ит ели зд оровы. Со ст орон ы м а т ери ест ь од ин зд оровый и од ин боль н ой ретин обла ст ом ой д яд я. Б а бка и д ед со сторон ы м а т ери зд оровы. Дед им ел боль н ых рет ин обла стом ой бра та и сестру . Б олел та кж е пра д ед со ст орон ы от ца , пра ба бка была зд орова . Р од ст вен н ики со сторон ы ба бки (ее сест ра и бра т , т а кж е род ители) зд оровы. Р од ст вен н ики со ст орон ы отца кон су ль т иру ю щ ейся (ее д ве сестры и род ит ели) зд оровы. Ка кова вероят н ость рож д ен ия боль н ого ребен ка у сест ры проба н д а , если он а выйд ет за м у ж за зд орового м у ж чин у ? П ен ет ра н тн ост ь ген а сост а вляет 80%. З а да ча 8. Ж ен щ ин а с н орм а ль н ым зрен ием , оба род ит еля кот орой им ели н орм а ль н ое зрен ие, выход ит за м у ж за м у ж чин у с н орм а ль н ым зрен ием . О т этого бра ка род ила сь д очь с н орм а ль н ым зрен ием и сын -д а ль тон ик. И д очь , и сын вст у пили в бра к с н орм а ль н ым и в от н ош ен ии зрен ия лю д ь м и. У д очери род и-

30 лось д ва сын а , од ин из кот орых ока за лся д а ль тон иком . Все д ет и сын а - три м а ль чика и д ве д евочки – были н орм а ль н ым и в отн ош ен ии зрен ия. Сост а вь т е род ословн у ю сем ь и. Ка ковы ген от ипы всех лиц, у пом ян у т ых в за д а че? Ка кое зрен ие м ож ет быт ь у пра вн у ков, если в д а ль н ейш ем все па рт н еры в бра ка х бу д у т им ет ь н орм а ль н ое зрен ие? З а да ча 9. М у ж чин а с голу бым и гла за м и и н орм а ль н ым зрен ием , оба род ит еля кот орого им ели серые гла за и н орм а ль н ое зрен ие, ж ен ит ся н а н орм а ль н ой по зрен ию ж ен щ ин е с серым и гла за м и. Р од ит ели ж ен щ ин ы им ели серые гла за и н орм а ль н ое зрен ие, а голу богла зый бра т был д а ль тон иком . О т эт ого бра ка род ила сь д евочка с серым и гла за м и и н орм а ль н ым зрен ием и д ва голу богла зых м а ль чика , од ин из которых ока за лся д а ль т он иком . Сост а вь т е род ословн у ю и опред елите ген от ипы всех член ов сем ь и. З а да ча 10. О т д ву х н орм а ль н ых по зрен ию род ит елей род ила сь д очь с н орм а ль н ым зрен ием . Впослед ст вии он а выш ла за м у ж за м у ж чин у -д а ль т он ика , который им ел н орм а ль н ых по зрен ию бра т а и сест ру . О т этого бра ка род ила сь од н а д очь -д а ль тон ик. Р од ит ели хот ят зн а т ь , ка кова вероятн ост ь рож д ен ия у н их д ру гих д ет ей - д а ль т он иков. Соста вь т е род ословн у ю эт ой сем ь и и опред елит е вероят н ост ь рож д ен ия от этой па рыд ет ей с н орм а ль н ым зрен ием и д а ль тон иков. З а да ча 11. Ж ен щ ин а с гру ппой крови А и н орм а ль н ой сверт ыва ем ост ь ю крови (зд орова ) выход ит за м у ж за зд орового м у ж чин у с гру ппой крови В. О т этого бра ка род илось т ри ребен ка : Ка тя – зд орова я, с гру ппой крови А ; Вит я – зд оровый, с гру ппой крови 0; Г леб – гем оф илик, с гру ппой крови А . Извест н о, что род ит ели ж ен щ ин ы были зд оровы, м а ть им ела гру ппу крови 0, а отец А В. У м у ж чин ы отец и м а т ь зд оровы, их гру ппы крови А и В, соот вет ст вен н о. О бъясн ит е, от кого Г леб у н а след ова л гем оф илию . О пред елит е ген отипы всех член ов сем ь и. Сост а вь те род ословн у ю эт ой сем ь и. З а да ча 12. У од н ой н орм а ль н ой по зрен ию ж ен щ ин ы от ец – д а ль тон ик. Двое ее бра т ь ев, а т а кж е д яд я с м а т ерин ской ст орон ы боль н ы гем оф илией. М у ж эт ой ж ен щ ин ы д а ль т он ик, их сын стра д а ет гем оф илией, а д очь - д а ль т он ик. Соста вь т е род ословн у ю эт ой сем ь и. О пред елите ген от ипы член ов эт ой сем ь и. Ка кова вероят н ост ь того, что д очь является н осит ель н ицей гем оф илии? З а да ча 13. М у ж чин а с гру ппой крови А В, стра д а ю щ ий д а ль тон изм ом , ж ен ит ся н а д еву ш ке с н орм а ль н ым зрен ием и гру ппой крови 0. О т ец д еву ш ки д а ль т он ик и им еет гру ппу крови А . О т эт ого бра ка род илось д вое д ет ей: д евочка с н орм а ль н ым зрен ием и гру ппой крови А и м а ль чик с н орм а ль н ым зрен ием и гру ппой крови В. Сост а вь т е род ословн у ю эт ой сем ь и, у ка ж ит е ген отипы всех член ов сем ь и. Ка кова вероят н ост ь рож д ен ия у эт их лю д ей д етей-д а ль тон иков? М огу т ли род ит ь ся д ети с гру ппа м и крови род ит елей? З а да ча 14. На рису н ке 22 пред ста влен а род ословн а я а н глийской королевы Викт ории. На осн ове а н а лиза этой род ословн ой проа н а лизиру йт е н а след ова н ие гем оф илии.

31

Р ис. 22. Р од ословн а я а н глийской королевыВикт ории З а да ча 15. З д орова я ж ен щ ин а , ее сестра т а кж е зд орова , а д ва бра т а боль н ы д а ль т он изм ом . М а ть и от ец зд оровы, чет ыре сест ры м а т ери проба н д а зд оровы, м у ж ь я их – та кж е зд оровы. О д вою род н ых сибса х со сторон ы со сторон ы м а т ери проба н д а известн о: в од н ой сем ь е од ин бра т боль н ой, д ве сест ры и бра т зд оровы; в д ву х д ру гих сем ь ях по од н ом у боль н ом у бра т у и по од н ой зд оровой сест ре; в чет верт ой сем ь е од н а зд орова я сест ра . Б а бка проба н д а со ст орон ы м а т ери зд орова , д ед болел д а ль тон изм ом . Со ст орон ы отца проба н д боль н ых д а ль т он изм ом н е было. Сост а вь т е род ословн у ю и опред елит е вероят н ост ь рож д ен ия у проба н д а д ет ей, боль н ых д а ль тон изм ом , при у словии, что эт а ж ен щ ин а выйд ет за м у ж за зд орового м у ж чин у . У ка ж ит е ген отипычлен ов сем ь и. П О П У Л Я Ц ИО ННО -СТА ТИСТИЧ ЕСКИЙМ ЕТО Д М ЕДИЦ ИНСКО Й Г ЕНЕТИКИ П опу ляцион н о-ст а тистический м ет од в клин ической ген ет ике н а ход ит ш ирокое прим ен ен ие, т.к. вн у трисем ейн ый а н а лиз за болева ем ости н е отд елим от изу чен ия н а след ст вен н ой па тологии ка к в ст ра н а х с боль ш им н а селен ием , т а к и от н оситель н о изолирова н н ых попу ляцион н ых гру ппа х. Су щ н ост ь т а кого исслед ова н ия – изу чен ие ча ст от ген ов и ген отипов в ра зличн ых попу ляцион н ых гру ппа х, что д а ет ин ф орм а цию о степен и гет ерозигот н ости и полим орф изм а у человека . В попу ляции в гет ерозиготн ом сост оян ии н а ход ит ся зн а чит ель н ое количест во рецессивн ых а ллелей, что обу словлива ет ра звит ие ра зличн ых н а след ст вен н ых за болева н ий, ча стот а которых за висит от кон цен тра ции рецессивн ого ген а в попу ляции и зн а читель н о повыш а ет ся при за клю чен ии близкород ст вен н ых бра ков. Вычислен ие ча стот ген ов в попу ляции м ож н о провод ит ь с исполь зова н ием за кон а Х а рд и-Ва йн берга , который гла сит: су м м а ча ст от а ллелей од н ого ген а в ген оф он д е попу ляции являет ся пост оян н ой величин ой (p + q

32 = 1). Су м м а ген отипов а ллелей д а н н ого ген а т а кж е пост оян н а я величин а (p2 + 2pq + q2 = 1). В ра зличн ых попу ляциях ча стот ы м он оген н ых за болева н ий ра зличн ы. О д н о из н а иболее ра спрост ра н ен н ых за болева н ий человека – м у ковисцид оз, па т ология, н а след у ем а я по а у т осом н о-рецессивн ом у т ипу , вст реча ется в стра н а х Европы с ча стотой 1:1000 – 1:4000 н оворож д ен н ых. Сред и н егров и восточн ых н а род ов ча стот а этого за болева н ия зн а чит ель н о выш е. Ч а стот а ф ен илкетон у рии выш е у сла вян ских (н а прим ер, в П оль ш е 1:8000), чем у герм а н ских (в А вст рии ча ст ота этого за болева н ия сост а вляет 1:12000) и ром а н ских (во Ф ра н ции 1:14000) н а род ов. Ст а т истический а н а лиз ра спростра н ен н ост и от д ель н ых ген ов и кон т ролиру ем ых им и призн а ков в попу ляцион н ых гру ппа х позволяет опред елит ь а д а пт ивн у ю цен н ост ь кон крет н ых ген отипов. Ниж е привед ен ы за д а чи, в кот орых пред ла га ется провест и ра счет ча ст от а ллелей в попу ляциях человека . З а да ча 1. Ф ен илкетон у рия н а след у ет ся а у т осом н о-рецессивн о. Ч а ст ота сред и н оворож д ен н ых 1:10000 д ля ра йон ов Р Ф . О пред елит е ча стот у гет ерозиготн ых н осит елей ген а ф ен илкетон у рии. З а да ча 2. Г иперхолист ерин ем ия - а у т осом н о-д ом ин а н тн ый призн а к, ра спрост ра н ен н ый в Европе с ча ст отой 2:1000. О пред елит е ча стот ы ген ов в европейской попу ляции. З а да ча 3. В попу ляции, состоящ ей из 100 м лн . лю д ей, 40 тысяч пора ж ен о за болева н ием , вызыва ем ым рецессивн ым ген ом . Если эт им лица м воспрепят ст вова т ь в воспроизвед ен ии потом ст ва и если числен н ост ь попу ляции н е изм ен ит ся, т о сколь ко боль н ых бу д ет в след у ю щ ем поколен ии? З а да ча 4. Из 84 тысяч д етей, род ивш ихся в течен ие 10 лет в род иль н ых д ом а х город а К., у 210 д етей обн а ру ж ен па т ологический рецессивн ый призн а к. П опу ляция этого город а от веча ет у словиям па н м иксии и ген отипического ра вн овесия д ля д ву ха ллель н ой ген етической сист ем ы. О пред елите ча стот у рецессивн ого а ллеля в д а н н ой попу ляции и у ст а н овит е ее ген ет ическу ю стру кт у ру . З а да ча 5. П о н екоторым д а н н ым ча стот ы а ллелей гру пп крови сист ем ы А В0 сред и европейского н а селен ия пред ст а влен ыв т а блице 2: Та блица 2 Ч а ст отыа ллелей гру пп крови сист ем ы А В0 сред и европейского н а селен ия Э тн ические Ч а ст отыа ллелей гру ппы IA IB I0 Р у сские 0,249 0,189 0,562 Б у рят ы 0,165 0,277 0,588 А н глича н е 0,251 0,05 0,699 О пред елите процен т н ое соот н ош ен ие лю д ей с гру ппа м и крови А , В, А В и 0 сред и ру сских, а н глича н и бу рят ов. З а да ча 6. В попу ляции лю д ей од н ого город а в период м еж д у 1928 и 1942 гг. род илось 26 т ысяч д ет ей, из кот орых 11 были боль н ы т а ла ссем ией (а н ем ия Ку ли), н а след у ем ой по рецессивн ом у т ипу (д ву ха ллель н а я систем а ). О пред елите ча ст от у рецессивн ого а ллеля и ген от ипическу ю ст ру кт у ру попу ляции. З а да ча 7. П ри опред елен ии гру пп крови М -N в т рех попу ляциях были полу чен ыслед у ю щ ие резу ль т а т ы:

33 1. В попу ляции белого н а селен ия СШ А ча ст от а гру пп крови соста вляла : М – 29,16 %, N –21,26 %, MN –49?58 %. 2. В попу ляции эским осов восточн ой Г рен ла н д ии: M – 83,48 %, N – 0,88 % и MN –15,64 %. 3. В попу ляциях корен н ого н а селен ия А вст ра лии: M – 3,0 %, N –67,4 % и MN – 29,6 %. О пред елите ча стот ыа ллелей M и N в ка ж д ой из трех попу ляций. З а да ча 8. В попу ляциях Европы ча стот а болезн и Тэй-Са кса (д ет ска я ф орм а а м а врот ической ид иот ии), н а след у ем ой по рецессивн ом у т ипу , сост а вляет 4х103 . На ка кое число особей в попу ляции приход ит ся од ин н осит ель ? З а да ча 9. Из 27312 д ет ей, род ивш ихся в город е, у 32 д ет ей обн а ру ж ен па тологический рецессивн ый призн а к. О пред елите ча стот ы а ллелей в попу ляции и у ст а н овит е, н а ка кое число н оворож д ен н ых приход ит ся од ин н осит ель за болева н ия. З а да ча 10. Дж . Нил и У . Ш елл (1958) привод ят след у ю щ ие д а н н ые о ча ст оте рецессивн ого ген а н ечу вствит ель н ост и к ф ен илтиока рба м ид у сред и ра зличн ых гру пп н а селен ия зем н ого ш а ра : Древн еевропейска я ......................0,50 Ка вка зска я .....................................0,65 Негроид н а я ....................................0,45 Вычислите ча ст от у вст реча ем ост и лиц, чу вст вит ель н ых к ф ен илтиока рба м ид у , сред и попу ляций ка ж д ой из эт их гру пп (д ву ха ллель н а я сист ем а ген н ого кон т роля). З а да ча 11. П о сист ем е гру пп крови М N выд еляю т т ри гру ппы крови: MN, MM, NN, опред еляем ые соот вет ствен н о ген от ипа м и LMLN, LMLM, LNLN. В свод ке К. Ш терн а (1965) привед ен ы след у ю щ ие ча ст оты а ллеля LМ (%) сред и ра зличн ых гру пп н а селен ия: Б елое н а селен ие СШ А ............................................................ 54 Негры СШ А ............................................................................. 53,2 Ин д ейцыСШ А ........................................................................ 77,6 Э ским осывосточн ой Г рен ла н д ии ......................................... 91,3 А йн ы........................................................................................ 43 А вст ра лийские а бориген ы .................................................... 17,8 О пред елите ген ет ическу ю ст ру кт у ру у ка за н н ых попу ляций. З а да ча 12. О пред елит е, является ли ра вн овесн ой попу ляция из 100 человек, в кот орой лю д и с гру ппой крови М соста вляю т 33 %, MN –34 % и N –33 %. З а д а ча 13. В попу ляции 18 % особей им ею т гру ппу крови М . О пред елит е, ка кой процен т особей с гру ппа м и крови N и MN м ож н о ож ид а ть в эт ой попу ляции при па н м иксии. З а да ча 14. Изолирова н н а я попу ляция состоит из лиц, им ею щ их гру ппу крови М . В н ее влива ю т ся им м игра н т ы, числен н ост ь кот орых ра вн а числен н ости корен н ой попу ляции. Сред и им м игра н т ов 25 % им ею т гру ппу крови N. В см еш а н н ом н а селен ии произош ли бра ки со слу ча йн ым под бором па р, и в след у ю щ ем поколен ии у ста н овилось ра вн овесие. О пред елите д оли ка ж д ой гру ппы крови сист ем ыMN. З а да ча 15. В од н ом из род иль н ых д ом ой Копен га ген а сред и 94075 н оворож д ен н ых М ёрх н а счита л 10 а хон д ропла стических ка рликов; у 8 из н их были зд оро-

34 вые род ители. У читыва я, что а хон д ропла зия н а след у ет ся по м он оген н ом у д ом ин а н тн ом у т ипу , опред елит е ча стот у м у т ирова н ия: а ) прям ым м етод ом ; б) н епрям ым м етод ом (в пред полож ен ии ра вн овесия м еж д у м у т а цион н ым процессом и от бором с у чет ом т ого, что коэф ф ициен т ра зм н ож ен ия (приспособлен н ост и) а хон д ропла ст ических ка рликов w=0,2). ГЛА В А 3. ПСИ ХО ГЕ Н Е Т И К А В н а стоящ ее врем я д ля исслед ова н ия роли ген от ипа в ф орм ирова н ии повед ен ия преим у щ ест вен н о исполь зу ю т ся призн а ки, которые легко под д а ю т ся количест вен н ом у у чет у и кот орые легко изм ерит ь по ст епен и выра ж ен н ости. Для изм ерен ия психических ха ра кт ерист ик ш ироко прим ен яю т м етод ы т естирова н ия. Корн и т ест ирова н ия т еряю т ся в д ревн ости. Та к, в Кит а е при пост у плен ии н а гра ж д а н ску ю слу ж бу 2000 лет н а за д су щ ест вова ла сист ем а экза м ен ов. У д ревн их греков испыта н ие (testing) ст а ло н еизм ен н ым д ополн ен ием у чебн ого процесса . У чен иков под верга ли испыт а н иям , чт обы оцен ить , н а сколь ко он и овла д ели ф изическим и и у м ствен н ым и н а выка м и. С м ом ен та своего появлен ия в сред н ие века европейские у н иверсит еты при присвоен ии у чен ых зва н ий и степен ей пола га лись н а резу ль т а т ы оф ициа ль н ых экза м ен ов. В кон це 19 века род ст вен н ик Ч . Да рвин а Ф . Г а ль тон , брита н ский а н т рополог и крим ин а лист , од ин из осн овополож н иков евген ики, выд вин у л ид ею возм ож н ости точн ого изм ерен ия свойст в ха ра кт ера , психических, т ворческих и у м ст вен н ых способн остей человека , и у ж е перед н а ча лом 1-й м ировой войн ы в а м ерика н ской а рм ии появились т а к н а зыва ем ые «опросн ики а ль ф а и бета »(д ля лиц, вла д ею щ их и н е вла д ею щ их а н глийским языком ), посред ст вом которых осу щ ест влялся отбор личн ого сост а ва , ф орм ирова лись экипа ж и т а н ков и под вод н ых лод ок и д иверсион н о-ра звед ыва т ель н ые гру ппы. В 1905 год у д ва выд а ю щ ихся ф ра н цу зских психолога А .Б ин е и Т.Сим он прист у пили к эксперим ен т а ль н ом у исслед ова н ию у м ст вен н ых способн ост ей д етей, ра зра бот а в собст вен н у ю м ет од ику исслед ова т ель ских процед у р, пробн ых за д а н ий и кра т ких испыт а н ий, полу чивш у ю н а зва н ие «т ест ирова н ие». Р а зра бот а н н ые им и т ест ы ста ли н а стоящ ей сен са цией века и полу чили ш ирокое ра спрост ра н ен ие в Европе и А м ерике. В н а стоящ ее врем я м ет од ы исслед ова н ия т ворческих способн ост ей и у м ст вен н ого ра звития человека , ра зра бот а н н ые А .Б ин е и Т.Сим он ом , а в д а ль н ейш ем у соверш ен ст вова н н ые у чен ика м и и послед ова т елям и, счита ю т ся у н иверса ль н ым и м етод а м и исслед ова н ия у м ст вен н ой од а рен н ости и ин т еллект у а ль н ого пот ен циа ла . Кром е того, т а кого род а т ест ирова н ие позволяет оцен ить способн ост ь человека к реш ен ию ра зн ого род а проблем , возн ика ю щ их н а производ стве и в повсед н евн ой ж изн и. Для обра бот ки т естов н а оцен ку у м ст вен н ой од а рен н ости а м ерика н ский психолог Л ь ю ис Терм ен из Ст ен ф орд а пред лож ил исполь зова т ь т а кой пока за т ель , ка к «коэф ф ициен т ин т еллект а »- IQ (Intelligence Quotient), кот орый позволяет проа н а лизирова т ь количест вен н ые ха ра кт ерист ики ин теллект у а ль н ого ра звития испыт у ем ого. (На ряд у с а ббревиа т у рой IQ в Р оссии ра спростра н ен н о и д ру гое обозн а чен ие – КУ Р , т.е. коэф ф ициен т у м ствен н ого ра звития). П ри а н а лизе тест ов н а опред елен ие у м ст вен н ых способн ост ей ва ж н у ю ин ф орм а цию д а ю т а бсолю тн ые зн а чен ия коэф ф ициен т а ин теллект а , н о вм есте с т ем , зн а чит ель н о более цен н у ю ин ф орм а цию д ля исслед ова т елей м ож ет д а т ь

35 ка чест вен н ый а н а лиз резу ль т а т ов т естирова н ия, т .е. оцен ка т ого, ка кие за д а н ия ока за лись н а иболее слож н ым и д ля испыт у ем ого, с ка ким и ем у у д а лось спра вить ся н а иболее у спеш н о и т.д . На сегод н яш н ий д ен ь во всем м ире серт иф ицирова н о и ст а н д а ртизирова н о свыш е 10000 психологических тестов, и су щ ест ву ет н есколь ко д ост а точн о обосн ова н н ых кла ссиф ика ций психод иа гн ост ических м етод ик, из н их н а иболее полн ой счит а ет ся кла ссиф ика ция В. Столин а (1987). Во-первых, ра злича ю т д иа гн остические м ет од ы, осн ова н н ые н а за д а н иях, кот орые пред пола га ю т пра виль н ый от вет , либо н а за д а н иях, от н осит ель н о кот орых пра виль н ых от вет ов н е су щ ест ву ет . К первом у т ипу от н осят ся м н огие т ест ы н а опред елен ие «коэф ф ициен т а ин т еллекта », т есты специа ль н ых способн остей, н екоторых личн остн ых черт. Диа гн ост ические м ет од ики второй гру ппы состоят из за д а н ий, кот орые ха ра кт еризу ю т ся лиш ь ча стот ой (и н а пра влен н ост ь ю ) т ого или ин ого от вет а , н о н е его пра виль н ост ь ю . Та ковы боль ш ин ст во личн остн ых опросн иков. Во-вторых, ра злича ю т верба ль н ые и н еверба ль н ые психод иа гн остические м ет од ики. П ервые т а к или ин а че опосред ова н ы речевой а кт ивн ост ь ю обслед у ем ых; сост а вляю щ ие эт и м ет од ики за д а н ия а пеллиру ю т к па м ят и, вообра ж ен ию , сист ем е у беж д ен ий в их опосред ова н н ой языком ф орм е. Вторые вклю ча ю т речеву ю способн ост ь испыт у ем ых толь ко в пла н е пон им а н ия ин ст ру кций, са м о ж е выполн ен ие за д а н ия опира ет ся н а н еверба ль н ые способн ост и – перцепт ивн ые, м оторн ые. Трет ь е осн ова н ие, исполь зу ем ое д ля кла ссиф ика ции психод иа гн ост ических ин стру м ен т ов, - эт о ха ра кт ерист ика т ого осн овн ого м ет од ического прин ципа , который полож ен в осн ову д а н н ого прием а . П о эт ом у осн ова н ию обычн о выд еляю т объект ивн ые т есты, ст а н д а рт изирова н н ые са м оот четы, т естыопросн ики и т.д . Ниж е ва ш ем у вн им а н ию пред ла га ет ся д ва т ест а н а опред елен ие «коэф ф ициен т а ин т еллект а »: верба ль н ый и числовой т ест А йзен ка . ВЕР Б А Л ЬНЫ ЙТЕСТ А ЙЗ ЕНКА Да н н а я м етод ика исполь зу ет ся д ля оцен ки ин теллект у а ль н ых способн ост ей, а н а лиза верба ль н ого ин теллект а и ф орм а ль н о-логического м ыш лен ия, а т а кж е д ля исслед ова н ия у ровн я н ест а н д а ртн ого м ыш лен ия испыт у ем ого. Тест А йзен ка пред н а зн а чен д ля т естирова н ия испыт у ем ых в возра ст е от 18 д о 50 лет, с обра зова н ием н е н иж е сред н его. ИНСТР У КЦ ИЯ П реж д е чем прист у пит ь к выполн ен ию за д а н ий, вн им а т ель н о озн а ком ь т есь с ин стру кцией и у д ост оверь т есь в т ом , что Вы пра виль н о пон яли, что Ва м т ребу ет ся сд ела т ь . О бра тите особое вн им а н ие н а т о, чт о в за д а н иях, гд е пред ла га ет ся вст а вить слово в скобки, число т очек соот вет ству ет числу бу кв иском ого слова , при эт ом ка ж д ое из н их пред ста вляет собой им я су щ ест вит ель н ое в им ен итель н ом па д еж е и ед ин ст вен н ом числе. В за д а н иях, гд е пред ла га ется н а йти общ ее н а ча ло или окон ча н ие, слова и бу квосочета н ия беру т ся произволь н о, од н а ко в ре-

36 зу ль т а те д олж н ы полу чить ся опят ь – т а ки им ен а су щ ест вит ель н ые в им ен ит ель н ом па д еж е и ед ин ст вен н ом числе. Врем я выполн ен ия за д а н ий строго огра н ичен о: н а реш ен ие 50 за д а ч д а ет ся 30 м ин у т . Ка ж д ый человек в состоян ии спра вит ь ся с ча ст ь ю пред ла га ем ых за д а н ий, н о н икт о н е выполн ит все 50 за д а ч за полча са , поэт ом у : - н е за д ерж ива йт есь н а д реш ен ием од н ой за д а чи слиш ком д олго; - н е пиш ите от вет н а у га д ; - если у Ва с ест ь н ека я ид ея, н о Вы н е у верен ы в пра виль н ост и от вет а , то все ж е за пиш ит е его; - н е сд а ва йтесь , боль ш ин ст во за д а н ий под д а ю т ся реш ен ию –н у ж н о толь ко проявить н ем н ого н а ст ойчивости. Б Л А НК ТЕСТИР О ВА НИЯ 1) Вст а вь те в скобки слово, которое обозн а ча ло бы то ж е, чт о и слова , стоящ ие вн е скобок П Л А ВНЫ ЙКР У Г О ВО Й П О ВО Р О Т Л О Ш А ДИ (. . . . .) П ЕР ЕДЕР Г ИВА НИЕ КА Р Т 2) Вст а вь те в скобки слово, которое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова ВО (. . .)О Р 3) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а СО ЙБ Б ЕЛ Ф ИНГ ЕР С Ф О Л БУ Т НИСНЕТ А НИМ А Л 4) На йд ите общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест вит ель н ые С ПРИ ДО ЗА У

(. . . .)

37 5) Вст а вь те в скобки слово, которое обозн а ча ло бы то ж е, чт о и слова , стоящ ие вн е скобок Р А К(. . . . . . . . .)М О НА Х 6) Вст а вь те в скобки слово, которое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого КО (. . . .)НИЦ А 7) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а КО НЬНИЛ Л КР А НФ Л ИН ДЕНЕКИН Р ИВА Л Б О 8) На йд ите общ ее н а ча ло д ля н иж еслед у ю щ их слов БА Й (. . . . . .)

Г ВА Р ДЕЕЦ ДЕР ЕВЩ ИК

9) Вст а вь те в скобки слово, которое обозн а ча ло бы то ж е, чт о и слова , стоящ ие вн е скобок Р О ДНИК(. . . .)О ТМ Ы Ч КА 10) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова ВИ(. . .)О Л 11) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а Ф Л О ТНЕЕ Г ЕР А Л ЕФ Т Ч А ТО П Р А ЙЗ ИО Р 12) На йд ит е общ ее н а ча ло д ля н иж еслед у ю щ их слов

38 НО С (. . . .)

ВА Л СМ ЕНА

13) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова ТА (. . .)М А 14) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок СР А Ж ЕНИЕ(. . . . .)Р У Г А НЬ 15) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а М А Р ИНА НД Ш У РГ А ВА Л ИС НА СА НА КЕР П ИС 16) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова КА Р (. . .)НА Ж 17) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые В П ОВ ТР Б З Ф О СК Х ОР

(. . . . .)

39 18) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а З ИМ О М А ТУ КСА К Л ЬЮ ТНА П Л Я ИЛ И Л ЕКР О С 19) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые Г С СТ К Ф

(. .)

Т ТР У Р НЕ У Г 20) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок КР О ВЕНО СНЫ ЙСО СУ Д (. . . .) Г ЕО Л О Г ИЧ ЕСКО Е ТЕЛ О 21) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова ДИК(. . . .)Ч ИК 22) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а КР ЕВЕЛ ТА ВО Ч КА Р А Р ЯБОЗ А КУ НФ У Д 23) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок Р Ы Б А (. . . .)П О Л О Г ИЙСП У СК

40 24) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест вит ель н ые В Ж Л М

(. . . .)

Т Ч Ш 25) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова З А (. . .)Ф У З 26) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а Р А Г А НА Г Л О ВА ЕДР О ТР О СО В 27) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок Р У КА (. . . . .)Г Р О З ДЬ 28) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова С(. . . . )ЕЗ Ь 29) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а О ДНЛ О Н О ДЕТЛ О А КИГ О Ч Р ИБ ЕЛ Н СМ А КО В

41 30) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые Л М К ОП

(. . . .)

КР Ф 31) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые Р Б С Т

(. . .)

М Г ТР И ФАС 32) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок М О Р СКО ЙЗ А Л ИВ(. . . .)КО Ж НО -М Ы Ш ЕЧ НА Я СКЛ А ДКА 33) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова Б О Й(. . .)У Р НЫ 34) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а А Р О НО В Б У Л ЬО Г ВО Л ЕЙСО П А Р ЬСЕК 35) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые

42 Б В Д Ж

(. .)

П Ш ЗАГ НА Г 36) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова КЛ И(. . .)Р ИЦ А 37) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а НГ Р А ВЕ ЕП Ш О Н ЕХ О Б НТВЕ А Б СР М У Р НА ЕР 38) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок ТА ЙНЫ ЙУ Х О Д(. . . . .)М О Л О ДА Я ВЕТКА 39) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые Г К Н П Т Ф

(. . .)

43 40) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок ИНФ ЕКЦ ИО ННА Я Б О Л ЕЗ НЬ(. . . . . . .)Ш А Л О СТЬ 41) Вст а вь т е в скобки слов, которое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова З А (. . .)О ДА 42) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а М Р ТЬП КО Ю Е КО СТИМ А О М КР М ЕТТР И 43) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое обозн а ча ло быто ж е, что и слова , ст оящ ие вн е скобок Ч А СТЬ П А Л ЬЦ А (. . . . . . .)Б О ЕВО Й П О Р Я ДО К 44) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова С(. . .)Р ЕЛ Ь 45) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые Б Д К М

(. . . .)

КВ П Т 46) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а Ф ЕТВСР О О О Р ВКО А Ш О ДА Л Ь ИВЯ НСЬ

44 47) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест витель н ые С У НА ТА ЗА ВЫ П ЕР Е

(. . .)

48) Вст а вь т е в скобки слово, кот орое было быокон ча н ием первого и н а ча лом вт орого слова Г (. . .)А Н 49) На йд ит е общ ее окон ча н ие и обра зу йт е им ен а су щ ест вит ель н ые ЯГ М С Ц

(. . .)

Щ ДР ТР Г 50) О бра зу йт е слова изпред лож ен н ых н иж е н а боров бу кв и исклю чит е лиш н ее слово из см ыслового ряд а Л ТА ЕЙФ Ш А У ДДЕК КА ВЧ У Н А Р ТЕСС О ТВЕТЫ К ВЕР Б А Л ЬНО М У ТЕСТУ А ЙЗ ЕНКА 1) Воль т. 2) Р от. 3) М а лин а (ост а ль н ые слова этого ряд а обозн а ча ю т вид ы спорта : бобслей, серф ин г, ф у т бол, т ен н ис). 4) Кла д . 5) О т ш ель н ик. 6) М ель . 7) Б олива р(оста ль н ые слова этого ряд а – ф а м илия презид ен т ов СШ А : Л ин коль н , Ф ра н клин , Кен н ед и).

45 8) Кра сн о-. 9) Клю ч. 10) Сок. 11) Р оза рий (оста ль н ые слова эт ого ряд а обозн а ча ю т сред ства связи: телеф он , т елегра ф , почт а ). 12) П ере-. 13) Р иф . 14) Б ра н ь . 15) П ерсик (в ост а ль н ых н а зва н иях ф ру кт ов –м а н д а рин , гру ш а , слива , а н а н а с н а личест ву ет бу ква «а »). 16) Тон . 17) А л. 18) Кресло (ост а ль н ые слова этого ряд а – н а зва н ия цветов: м им оза , ка кт у с, т ю ль па н , лилия). 19) О н . 20) Ж ила . 21) О бра з. 22) Ф у н д у к (ост а ль н ые слова эт ого ряд а – пород ы соба к: леврет ка , овча рка , борза я). 23) Ска т. 24) Ест ь . 25) Кон . 26) Р остов (ост а ль н ые слова этого ряд а – н а зва н ия рек: А н га ра , Волга , О д ер). 27) Кист ь . 28) Кла д . 29) Б ерлин (в ост а ль н ых слова х этого ряд а –Л он д он , Толед о, Ч ика го, М осква – н а личест ву ет бу ква «о»). 30) А ска . 31) О ль . 32) Г у ба . 33) Кот. 34) П еска рь (оста ль н ые слова эт ого ряд а – н а зва н ия птиц: ворон а , голу бь , соловей). 35) А р. 36) М а т. 37) Р ен у а р(ост а ль н ые слова этого ряд а ф а м илии ком позиторов: Ва гн ер, Ш опен , Б етховен , Б ра м с). 38) П обег. 39) О ра . 40) П рока за . 41) Б ор. 42) Ком пь ю т ер(оста ль н ые слова эт ого ряд а –н а зва н ия н а секом ых: м оскит, т ерм ит , ком а р). 43) Ф а ла н га . 44) М а к. 45) О чка .

46 46) Свет оф ор(ост а ль н ые слова эт ого ряд а н а зва н ия ж ивотн ых: корова , лош а д ь , свин ь я). 47) Б ор. 48) Р ом . 49) Ель . 50) Ф лейт а (ост а ль н ые слова этого ряд а обозн а ча ю т ст епен ь род ст ва : д ед у ш ка , вн у чка , сестра ). Ч ИСЛ О ВО Й ТЕСТ А ЙЗ ЕНКА Да н н а я м етод ика пред н а зн а чен а д ля д иа гн остики у ровн я ин т еллект у а ль н ого ра звития и а н а лиза кон верген тн ого м ыш лен ия испыт у ем ого, пред пола га ю щ его у м ен ие н а ход ит ь од н о-ед ин ствен н ое пра виль н о реш ен ие из н есколь ких вн еш н е ра вн озн а чн ых ва риа н т ов. Тест А йзен ка реком ен д у ет ся прим ен ят ь в ком бин а ции с верба ль н ым т ест ом ка к д ля ин д ивид у а ль н ого, т а к и д ля гру ппового обслед ова н ия т естиру ем ых с обра зова н ием н е н иж е сред н его. ИНСТР У КЦ ИЯ Ка ж д ое из пред лож ен н ых н иж е за д а н ий им еет од н о ед ин ст вен н ое реш ен ие. П реж д е чем прист у пить к выполн ен ию за д а н ий, вн им а т ель н о озн а ком ь т есь с ин стру кцией и у д остоверь тесь в т ом , чт о Вы пра виль н о пон яли, чт о Ва м т ребу ется сд ела т ь . Врем я выполн ен ия за д а н ий строго огра н ичен о: н а реш ен ие 50 за д а ч д а ет ся 30 м ин у т . Ка ж д ый человек в состоян ии спра вит ь ся с ча ст ь ю пред ла га ем ых за д а н ий, н о н икт о н е выполн ит все 50 за д а ч за полча са , поэт ом у : - н е за д ерж ива йт есь н а д реш ен ием од н ой за д а чи слиш ком д олго; - н е пиш ите от вет н а у га д ; - если у Ва с ест ь н ека я ид ея, н о Вы н е у верен ы в пра виль н ост и от вет а , то все ж е за пиш ит е его; - н е сд а ва йтесь , боль ш ин ст во за д а н ий под д а ю т ся реш ен ию – н у ж н о т оль ко проявит ь н ем н ого н а стойчивости. Б Л А НК ТЕСТИР О ВА НИЯ 1) П род олж ит е числовой ряд 18

20

24

32

?

2) Вст а вь те н ед оста ю щ ее число ? 4

31

6

24 9

18 13

3) П род олж ит е числовой ряд

47 312

279

246

213

?

4) Вст а вь те н ед оста ю щ ее число 9

5

8

3

6

? 5

5

2

5) П род олж ит е числовой ряд 4

6

6

7

8

8

?

6) Вст а вь те пропу щ ен н ое число 17 15

(112) (?)

39 25

8 7 9

3 2 ?

7) Вст а вь те пропу щ ен н ое число 2 3 7 8) П род олж ит е ряд чисел 7

13

24

45

86

?

9) Вст а вь те пропу щ ен н ое число 673 711

(346) (?)

327 542

10) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 4

5

7

11

19

35

?

11) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 5 8

7 2

6

? 8

9

3

12) П род олж ите ряд чисел 5

6

8

13) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число

12

20

36

?

48 7 6 2

5 8 4

6 7 ?

14) П род олж ите ряд чисел 96

64

48

40

36

34

?

15) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 3 81

9 27

4 ?

12 36

16) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 718 474

(13) (?)

582 226

17) П род олж ите ряд чисел 16

14

13

12

10

10

?

18) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 5 6 1

8 3 7

4 8 ?

19) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 10

11

13

?

35

61

20) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 9 8 7

5 6 4

1 4 ?

21) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 5 7 9 22) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число

10 14 ?

49 55 34

(80) (?)

15 12

23) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 3

5

9

15

?

24) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 2 4

(24) (?)

6 5

4 3 5

10 8 ?

25) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 9 7 6 26) П род олж ите числовой ряд 6

17

9

14

13

10

?

27) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 8

5

2

1

4

10

4

2

3

?

28) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 17 18

(119) (?)

14 12

29) П род олж ите числовой ряд 172

84

40

18

?

33

96

?

30) П род олж ите числовой ряд 5

12

31) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 6 7 8 10

15 17 19 ?

50 32) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 1

3

7

15

?

12

21

?

33) П род олж ите числовой ряд 0

5

34) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 3

4

4

?

5

8

35) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 447 532

(366) (?)

36) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 11 8 14 2 9

264 178

10 20

8

12

?

37) П род олж ите числовой ряд 13

14

16

18

19

22

22

?

38) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 6 8 9

23 27 ?

39) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 5 6 9

11 13 19

23 28 ?

40) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 2 3

5 7

41) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число

9 12

14 18

? ?

51 4 ?

6

130

10 66

18 34

42) ) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 3 ?

7

369

17 179

39 85

43) Вст а вь т е н ед оста ю щ ее число 3 7 9

9 49 ?

44) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число 643 250

(111) (?)

421 500

45) П род олж ите числовой ряд 182

190

194

203

?

46) П род олж ите числовой ряд 28

26

27

27

26

28

?

47) Вст а вь т е пропу щ ен н ые числа 6 8 9

(22) (36) (?)

36 64 ?

48) П род олж ите числовой ряд 5

11

23

41

?

32

33

?

49) П род олж ите числовой ряд 19

27

52 50) Вст а вь т е пропу щ ен н ое число

5

6 10

7

6

7 13

8

9

7 ?

8

О ТВЕТЫ К Ч ИСЛ О ВО М У ТЕСТУ А ЙЗ ЕНКА 1) «48». Втора я циф ра числовой послед ова т ель н ости полу ча ет ся пу т ем приба влен ия к исход н ом у числу 2, т рет ь я –4, чет верта я –8, пята я –16. 2) «39». Ч исла в та блице возра ст а ю т прот ив ча совой ст релки н а 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 3) «180». Из ка ж д ого числа н еобход им о вычест ь 33. 4) «7». Ц иф ры во втором столбце полу ча ю т ся в резу ль т а т е приба влен ия 4 к ра зн ости чисел первого и т рет ь его столбцов 5) «10». В д ву х черед у ю щ ихся ряд а х чисел первый ряд возра ст а ет н а 2, вт орой –н а 1. 6) «80». В скобка х – у д воен н а я су м м а чисел пра вого и левого столбцов. 7) «1». Ц иф ры в трет ь ем столбце – полу ра зн ост ь чисел вт орого и первого ст олбцов 8) «167». Ка ж д ое послед у ю щ ее число в ряд у полу ча ет ся у м н ож ен ием пред ыд у щ его числа н а 2 и вычит а н ием 1 д ля обра зова н ия второго числа , 2 – трет ь его, 3 – чет вертого, 4 – пят ого, 5 – ш естого. 9) «169». В скобка х – ра зн ост ь чисел первого и трет ь его столбцов. 10) «67». Ч исла в ряд у послед ова т ель н о возра ст а ю т н а 1, 2, 4, 8, 16, 32. 11) «6». Ч исло во вт ором столбце ра вн яет ся полу су м м е циф рпервого и т рет ь его столбцов. 12) «68». Ка ж д ое послед у ю щ ее число ра вн о у д воен н ом у пред ыд у щ ем у м ин у с 4. 13) «3». Ч исла в трет ь ем столбце ра вн яю т ся полу су м м е чисел первого и вт орого столбцов. 14) «33. Ч исла в ряд у у быва ю т н а 32, 16, 8, 4, 2, 1. 15) «108». П ри д виж ен ии по ча совой ст релке – от м ен ь ш его числа к боль ш ем у – числа у величива ю т ся в три ра за . 16) «7». В скобка х –су м м а чисел первого и трет ь его ст олбцов, д елен н ое н а 100. 17) «7». В д ву х черед у ю щ ихся ряд а х чисел первый ряд у м ен ь ш а ет ся н а 3, второй ряд – н а 2. 18) «9». Су м м а чисел в ка ж д ой из строк ра вн яет ся 17. 19) «17». Ка ж д ое послед у ю щ ее число ра вн яет ся у д воен н ом у пред ыд у щ ем у м ин у с 9. 20) «1». В ка ж д ой из строк за писа н у быва ю щ ий ряд чисел: в первой строке числа у м ен ь ш а ю т ся н а 4, во вт орой – н а 2, в т рет ь ей – н а 3. 21) «18». Ка ж д ое число второго столбца – это у д воен н ое число первого столбца . 22) «44». В скобка х – у д воен н а я ра зн ость чисел первого и т рет ь его столбцов.

53 23) «23». Ка ж д ое изпослед у ю щ их чисел в ряд у обра зу ет ся приба влен ием к пред ыд у щ ем у 2, 4, 6, 8. 24) «40». В скобка х – у д воен н ое произвед ен ие чисел первого и трет ь его ст олбцов. 25) «2». Ч исла в трет ь ем столбце пред ста вляю т собой у д воен н у ю ра зн ост ь чисел первого и второго столбцов. 26) «18». В д ву х черед у ю щ ихся ряд а х чисел первый ряд возра ст а ет н а 3, 4, 5, вт орой ряд – у м ен ь ш а ет ся н а 3, 4. 27) «5». П ят а я циф ра пред ста вляет собой ра зн ост ь су м м первого, трет ь его и вт орого, чет верт ого ст олбцов 28) «108». Ч исла в скобка х ра вн яю т ся половин е произвед ен ия чисел первого и т рет ь его ст олбцов. 29) «7». Ка ж д ое послед у ю щ ее число ра вн яет ся половин е пред ыд у щ его числа м ин у с 2. 30) «285». Ка ж д ое послед у ю щ ее число ра вн яет ся у т роен н ом у пред ыд у щ ем у м ин у с 3. 31) «23». Ч исла из вт орого столбца пред ст а вляю т собой соот вет ству ю щ ие у д воен н ые числа первого ст олбца плю с 3. 32) «31». Ка ж д ое послед у ю щ ее число в числовом ряд у ра вн яет ся у д воен н ом у пред ыд у щ ем у плю с 1. 33) «32». Ч исла в ряд у возра ст а ю т н а 5, 7, 9, 11. 34) «6». В д ву х черед у ю щ ихся ряд а х чисел первый ряд у величива ет ся н а 1, второй –н а 2. 35) «354». Ч исла в скобка х ра вн яю т ся у д воен н ой ра зн ост и первого и трет ь его ст олбцов. 36) «6». Ч исло в верхн ей строке ра вн яется ра зн ост и второй и трет ь ей строк. 37) «26». В д ву х черед у ю щ ихся ряд а х чисел первый ряд у величива ется н а 3, вт орой - н а 4. 38) «29». Ч исло во вт ором столбце ра вн яет ся у д воен н ом у числу в первом ст олбце плю с 11. 39) «40». Ч исла во вт ором столбце ра вн яю т ся у д воен н ым числа м первого ст олбца плю с 1, числа в т рет ь ем ст олбце ра вн яю т ся у д воен н ым числа м второго ст олбца плю с 2. 40) «20»и «25». Ч исла в первой строке у величива ю тся н а 3, 4, 5, 6, во второй – н а 4, 5, 6, 7. 41) «258». П ри д виж ен ии по ча совой ст релке ка ж д ое послед у ю щ ее число ра вн яет ся пред ыд у щ ем у м ин у с 2. 42) «751». П ри д виж ен ии по ча совой ст релке ка ж д ое послед у ю щ ее число ра вн яет ся у д воен н ом у пред ыд у щ ем у плю с 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13. 43) «81». Ч исла во вт ором столбце пред ст а вляю т собой ква д ра т чисел первого ст олбца . 44) «125». Ч исла в скобка х ра вн яю т ся полу ра зн ост и чисел, ст оящ их вн е скобок. 45) «206». П ервый из д ву х числовых ряд ов у величива ет ся н а 12, вт орой – н а 13. 46) «25». П ервый из д ву х числовых ряд ов у м ен ь ш а ет ся, а вт орой у величива ет ся н а 1.

54 47) «45»и «81». Ч исла в т рет ь ем столбце пред ста вляю т собой ква д ра тычисел первого столбца , числа в скобка х пред ст а вляю т собой полу су м м у чисел первого и трет ь его ст олбцов. 48) «65». Ка ж д ое послед у ю щ ее число возра ст а ет н а 6, 12, 18, 24. 49) «33». Ка ж д ое изпослед у ю щ их чисел возра ста ет н а ра зн ост ь циф р, сост а вляю щ их д а н н ое число: 9 –1 = 8, 19 + 8 = 27; 7 – 2 = 5, 27 + 5 = 32 … 50) «16». Ч исло в цен т ре ка ж д ой изпира м ид пред ст а вляет собой су м м у всех чисел пира м ид ы м ин у с 8. О Ц ЕНКА И ИНТЕР П Р ЕТА Ц ИЯ Р ЕЗ У Л ЬТА ТО В На чертит е гра ф ик д ля оцен ки т ест а , отм ет ь т е количест во пра виль н о реш ен н ых за д а ч н а горизон та ль н ой оси коорд ин а т и провед ит е вертика ль д о пересечен ия с д иа гон а ль н ой лин ией. О т точки пересечен ия провед ит е горизон т а ль н у ю лин ию д о пересечен ия с вертика ль н ой ось ю коорд ин а т. Точка н а верт ика ль н ой оси бу д ет соот ветст вова т ь коэф ф ициен т у ин т еллект у а ль н ости испыт у ем ого. П олу чен н ый резу ль т а т н е м ож ет счит а ть ся а бсолю т н ым пока за т елем ин т еллект у а ль н ых способн ост ей т естиру ем ого, при эт ом н а иболее д остоверн ым и и н а д еж н ым и пока за т елям и м ож н о счит а т ь те резу ль т а ты, которые пока за н ы в д иа па зон е 100 –130 ба ллов. 150 145 140 135 130 120 115 110 105 100 95 90 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

55 РЕ К О М Е Н Д У Е М А Я ЛИ Т Е РА Т У РА 1. А н а ста зи А . П сихологическое т естирова н ие / А . А н а ст а зи, У . У рбин а . – СП б. : П ит ер, 2001. –688 с. 2. А рбиб М . М ета ф орический м озг / М . А рбиб. –М . : У Р СС, 2004. – 304 с. 3. Б еркин блит М .Б . Нейрон н ые сети : у чеб. пособие / М .Б . Б еркин блит. – М . : М ИР О С, ВЗ М Ш Р А О , 1993. –96 с. 4. Б очков Н.П . Клин ическа я ген етика : у чеб. / Н.П . Б очков. – М . : Р О Э ТА М ЕД, 2001. –448 с. 5. Нейроин ф орм а тика / А .Н.Г орба н ь [и д р.]. – Новосибирск : На у ка , СО Р А Н, 1998. - 296с. 6. З орин а З .А . О сн овы этологии и ген етики повед ен ия / З .А . З орин а , И.И. П олета ева , Ж .И. Р езн икова . –М . : Изд -во М Г У , 1999. –383 с. 7. Ка ла ева Н.С. Р а звит ие н ест а н д а ртн ого м ыш лен ия н а ф а ку ль т а т ивн ых за н ят иях по ку рсу «Ф изиология н ервн ой д еят ель н ости» / Н.С. Ка ла ева , В.Н. Ка ла ев // На у чн о-м етод ические м а териа лы к ра зра бот ке ва риа т ивн ого ра зд ела госу д а рст вен н ых обра зова т ель н ых ст а н д а рт ов. – Ворон еж : Изд - во Врон еж . Г ос. у н - т а , 2001. – С. 95 –97. 8. М а к-Ка ллок У .С. Л огическое исчислен ие ид ей, отн осящ ихся к н ервн ой а кт ивн ости / У .С. М а к-Ка ллок, В. П ит т с // Нейрон н ые сет и. История ра звития т еории. – М . : ИП Р Ж Р , 2001. –С. 5 –22. 9. М у т овин Г .Р . О сн овы клин ической ген ет ики / Г .Р . М у т овин . – М . : Высш . ш к., 1997. –173 с. 10. Сборн ик за д а ч по общ ей ген ет ике : у чеб. пособие / Н.Н. О рлова [и д р.]. – М . : Изд – во М Г У , 2001. – 144 с. 11. П особие д ля изу ча ю щ его м ед ицин ску ю и клин ическу ю ген етику / Е.Т. Л иль ин [и д р]. – М . : Л М С, 1996. –121 с. 12. Р а вич-Щ ербо И.В. П сихоген етика / И.В. Р а вич-Щ ербо, Т.М . М а рю т ин а , Е.Л . Г ригорен ко. – М . : А спект П ресс, 2000. –447 с. 13. Р у а н ет В.В. Возм ож н ост ь у ст а н овлен ия вид овой прин а д леж н ости Aegilops н а осн ова н ии а н а лиза D-ген ом ов с пом ощ ь ю иску сст вен н ых н ейрон н ых сет ей / В.В. Р у а н ет, Е.Д. Б а д а ева // Г ен ет ика . – 2002. – Т. 38, № 11. – С. 1580 –1582. 14. Тест ы IQ. М етод ики опред елен ия коэф ф ициен тов у м ст вен н ого ра звития. –Р остов-н а -Дон у : Ф ен икс, 2001. –128 с. 15. Э н циклопед ия психологических т естов. Л ичн ост ь , м от ива ция, потребн ост ь . – М . : А СТ, 1997. –300 с. 16. Anil K. Jain Artificial Neural Networks: A Tutorial / Anil K. Jain, Jianchang Mao, K.M. Mohiuddin // Computer. –1996. - V.29, № .3. -Р . 31-44. 17. http://neuroschool.narod.ru/ А вт ор Вла д исла в Никола евич Ка ла ев Р ед а кт ор Тихом ирова О .А .