Читать книгу - "Подросток и гаджеты - Тео Компернолле"

работали над тем, чтобы выяснить, как функционируют разные части мозга. Им приходилось думать о том, что происходит у тех людей, часть мозга которых была повреждена в результате несчастного случая или кровоизлияния, или у животных, у которых части мозга были специально выборочно повреждены или стимулированы.

Такой подход, предполагающий определение точного места для каждой функции мозга, не согласуется с результатами современных научных исследований: эти места, скорее всего, являются частью сетей. В частности, фМРТ-сканирование[5] позволило добиться огромного прогресса в исследовании мозга.

Что такое МРТ и фМРТ?

Вы наверняка слышали о сканировании мозга и, возможно, об МРТ-сканировании. МРТ расшифровывается как магнитно-резонансная томография, или магнитно-резонансное сканирование. Это безопасное и безболезненное исследование, и, в отличие от рентгена или КТ (компьютерной томографии), оно не сопровождается облучением.

В МРТ используется очень мощный магнит весом в несколько тысяч килограммов и радиоволны. Вместе они измеряют и манипулируют магнитными свойствами атомов водорода в нашем теле, которое на 89 % состоит из воды. Мощный компьютер создает на основе этих измерений четкие трехмерные изображения мозга. Машины, способные на это, стоят миллионы, но они оправдывают вложенные в них средства, потому что с их помощью можно увидеть внутренности тела и органов без необходимости вскрытия.

При фМРТ-сканировании эта система используется для измерения интенсивности кровотока в мозге. Буква «ф» в фМРТ означает «функциональный», потому что это сканирование дает представление об активности и энергопотреблении вашего мозга.

Когда участок мозга становится активным, он потребляет больше кислорода, и для его доставки туда увеличивается приток крови по мельчайшим кровеносным сосудам. В крови кислород переносится молекулой гемоглобина. Когда она переносит кислород и когда этот кислород расходуется, ее магнитные свойства меняются.

Когда испытуемый выполняет определенные задачи, думает о чем-то или получает сенсорные стимулы, такое сканирование точно показывает, какие участки мозга становятся более или менее активными. Мощные компьютеры преобразуют эту активность в изображения и даже раскрашивают участки мозга в разные цвета, создавая красивые, четкие, поучительные картинки. Затем все эти картинки последовательно воспроизводят ход потребления энергии в формате короткого видео.

В любом случае один вывод из всех этих исследований очевиден, а именно – различные функции мозга не могут быть однозначно локализованы, потому что все со всем связано. Так, например, нельзя сказать, что наши эмоции возникают исключительно в так называемом рептильном мозге, а наши мысли – в префронтальной коре.

Поэтому далее функционирование мозга будет описываться как нейронные сети. Например, когда мы говорим о сети мышления, мы будем ссылаться на префронтальную долю (это единственный термин, который мы будем использовать), но это не потому, что именно там осуществляется мышление. Это просто означает, что эта часть коры головного мозга является очень важным узлом в очень обширной системе, имеющей связи со всем мозгом и телом.

Секрет нейронов кроется в их связях

Мозг иногда сравнивают с суперкомпьютером. Это сравнение вполне уместно, но только до определенной степени, поскольку мозг во много раз сложнее самого сложного компьютера или самой сложной сети компьютеров, такой как интернет. Чтобы сделать чрезвычайно примитивную модель всего лишь части человеческого мозга с помощью известных нам сегодня технологий, понадобился бы компьютер размером с самый большой авиационный ангар. Он весил бы 40 000 тонн и потреблял энергию четырех атомных электростанций. Наш мозг по размеру меньше половины футбольного мяча, весит в среднем менее 1500 граммов (около 2 % от веса тела) и потребляет всего 20 ватт. Довольно много людей из мира искусственного интеллекта и СМИ, не обладая никакими знаниями о мозге, рассказывают о том, что искусственный интеллект скоро превзойдет человеческий, что, конечно же, просто глупость. Я прокомментирую это чуть позже.

«Большой мозг не делает человека умнее!

Мозг Альберта Эйнштейна весил примерно 1230 граммов».

Знаете ли вы, что у нас около 100 миллиардов клеток мозга, которые помогают обрабатывать данные? Это около 80 миллиардов нейронов и еще больше миллиардов менее известных клеток-помощников (глиальных клеток). Клеток, обрабатывающих информацию, так много, что их невозможно даже точно сосчитать. Для сравнения: на Земле проживает 7,5 миллиарда человек, а Млечный Путь насчитывает от 100 до 400 миллиардов звезд.

Информация обрабатывается и хранится не в самих клетках, а в постоянно меняющихся связях между ними (так называемых синапсах). Именно эти постоянно меняющиеся связи играют самую важную роль в обработке и хранении информации. Каждая клетка имеет от 1000 до 300 000 связей. А теперь посчитайте, сколько комбинаций возможно, если для простоты вычислений взять 100 миллиардов клеток, каждая из которых имеет 10 000 связей.

На мой взгляд, это слишком сложно. Поэтому я попросил сделать расчет одного математика. Формула очень проста, но, когда вы подставляете туда цифры, соответствующие размерам нашего мозга, начинает кружиться голова{22}. Число возможных комбинаций связей в нашем мозге составляет 1 070 000. Это уму непостижимо, особенно если знать, что в видимой нами Вселенной 1082 атома.

А вот и главный сюрприз. Эти расчеты были сделаны так, как если бы связи между нейронами работали как в компьютере, в цифровом виде. То есть существует только две возможности: соединение или есть, или нет, либо есть контакт, либо нет, «единица» или «ноль». Однако наши нейроны работают не в цифровом, а в аналоговом режиме. Это означает, что существуют сотни промежуточных состояний между 0 и 1, между соединением и отсутствием соединения, что делает количество возможных связей кратным тому, что мы рассчитали. Их так много, что это не поддается исчислению{23}. Можно назвать это «бесконечным», но теоретически, конечно, это не совсем так. Тем не менее это бесчисленное множество.

Таким образом, мозг – это не суперкомпьютер, а гигантская сеть компьютеров. Каждая нервная клетка и большое количество вспомогательных клеток подобны маленькому компьютеру, который прямо и косвенно влияет на многие тысячи других компьютеров и, в свою очередь, подвергается их влиянию. Между собой эти клетки непрерывно обрабатывают миллиарды рутинных операций, дают друг другу подсказки и принимают решения в сложной сети, которая функционирует с поразительной скоростью.

Помимо этой огромной сложности и непревзойденной емкости памяти, о чем мы поговорим в главе о памяти, есть еще одна причина, по которой сравнение с компьютером заставляет наш мозг выглядеть намного проще, чем он есть на самом деле, и почему невозможно хоть немного имитировать типичный человеческий интеллект с помощью самых лучших компьютерных систем. В мире искусственного интеллекта люди часто цитируют парадокс Моравека: «Трудные проблемы легки, а легкие проблемы трудны». Под этим он подразумевает, что то, что очень трудно или невозможно для человеческого мозга, легко для компьютера, если это можно сформулировать в статистических расчетах; в то время как то, что легко и очевидно для человеческого мозга, совершенно невозможно для компьютера, потому что человеческий мозг работает со смыслами, а компьютеры не могут этого делать{24}.

Возможно, вы думаете, что я преувеличиваю, восхищаясь человеческим мозгом, поскольку существуют компьютеры, которые обыгрывают людей в шахматы, викторины, игры и т. п. То, что делают эти самообучающиеся компьютеры, чрезвычайно интересно и важно. Однако технически это сравнимо с тем, что может делать наш примитивный рефлекторный мозг. Иногда они делают это гораздо быстрее, часто лучше и надежнее. Но до интеллекта нашего думающего мозга им еще далеко.

Мозг также взаимодействует с каждой из 100 триллионов клеток тела, чтобы постоянно адаптироваться к внутренним и внешним изменениям. Последствия работы этой системы распространяются на весь организм. Мозг влияет на функционирование и взаимодействие всех клеток и даже воздействует на гены.

Мозг влияет на все клетки организма с помощью четырех систем: нервной системы, которая очень быстро реагирует при помощи электрических токов; эндокринной системы, которая реагирует медленнее, посылая гормоны через кровоток; иммунной системы, передовой защитной системы, которая защищает нас от захватчиков, таких как микробы, и повстанцев,