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 ...
10 downloads
171 Views
654KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
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 .