Започнали сте да четете статията. Това не е процес, който по принцип се смята за твърде отнемащ време, но просто помислете: мозъкът ви успява да използва изключително сложни механизми в простата материя за дешифриране на символи и текст, които са недостъпни за най-мощната съвременна компютърна технология, изразходвайки минимално количество енергия. Нашият собствен "въглероден компютър" консумира само 20 вата, докато китайският суперкар Tianhe-2, най-бързият към момента на писане, е не по-малко от 17,6 милиона вата (17,6 MW). Числата, разбира се, са впечатляващи, но по принцип възможно ли е да сравним тези процеси. Сходни ли са по природа? Защо нещо, което е лесно за мозъка (например разпознаването на модели) е трудно за компютър и обратно?
Да се върнем към заглавието. От набор от букви (дървета, придържащи се към нашата метафора) значението на фразата в нейната цялост бе извлечено без затруднения и временно прикачване - гората. Ако вземем предвид културния контекст (познаване на поговорките), тогава можем да заключим, че доста бързо визуален стимул под формата на светлинни вълни с различна дължина за нашия мозък се превърна в цял горски парк.
Четенето и разбирането на текст от неврофизиологична гледна точка е нетривиален процес. Нека започнем с разпознаването на отделни знаци: буквите са разбираеми, дори ако са написани в готически стил. Когато ненужните къдрици се трупат върху позната графична рамка, няма голямо объркване и огромен брой методи за рисуване размиват границите на каноничността на самия контур, което се възприема, наред с други неща, благодарение на контекста и очакванията. Почеркът на лекаря, който е еволюирал от калиграфия до абстрактно изкуство, ще бъде разбираем за неговите колеги.
И разстройствата на разпознаване без нарушения на нивото на органите на сетивата се наричат „агнозии“, те ще бъдат разгледани по-долу.
Нека поговорим малко за невроанатомията. Нашите усещания и движения, които заедно формират основата на невропсихиатричната организация, имат сложна йерархична структура не само в рамките на централната нервна система, тоест мозъка и гръбначния мозък, но и на последното, кортикално ниво. Мозъчната кора е разделена на предна и задна част. Първите (фронтални) са отговорни за съставянето на програма за поведение, индивидуални действия и двигателни актове, а вторите могат да бъдат наречени агенти на възприятие и гнозис. Нека се опитаме да разберем как изглежда картата на тази „агенция“.
Известно е, че получаваме информация за света около нас от пет сетива: зрение, слух, допир, мирис, вкус и структурите, които осигуряват предаването му от всяко от тях, се наричат „анализатори“. Има и пет от тях. Сигналите от тях, с изключение на обонятелния смисъл (това чувство стои донякъде отделно и има директни връзки с най-древните части на нашия мозък), се изпращат към струпванията на превключващите клетки в диенцефалона (I? Таламус или геникулатни тела) и едва след това в кората. Тук възниква образът, тоест се осъществява действителното осъзнаване.
На първичния като прожектор на екрана се показва нещо от основното ядро с повторение на неговата организация. Например, тя съдържа клетки, получили информация за докосване на дясната ръка, а до тях - тези, които реагират на докосване на дясната предмишница. В първичната кора също съществуват подобни „сензори“(и в същите пропорции). Тази структура е отговорна за отделните прости усещания: гладка повърхност, кръгли очертания, червен цвят, нещо с неправилна форма се движи отляво, а отдясно се чува прекъсващ силен и високочестотен звук … Картината на света отсъства тук - заобикалящата вселена изглежда като хаос от единни елементарни усещания.
За сгъването на тези прости детайли и формирането на по-сложно възприятие се използват вторичните полета на кората, които са в съседство с първичните и за разлика от тях не са разделени на зони на тялото и нямат ясни граници. Те обобщават: червеното и кръглото се превърна в домат, а прекъсващият звук се превърна в досадното скърцане на микровълновата.
Промоционално видео:
Но тези изображения все още не могат да се нарекат разпознаване в истинския смисъл на думата. Окончателното интегриране на усещания, директно гнозис, формирането на идеи за пространство, време, различни контексти и мястото на обекта в тях е функцията на третичната кора, която за задните части на мозъка е разположена главно в областта на кръстопътя на париеталните, темпоралните и тилната част на полукълба. Образуваните образи съответстват на вече наличната информация за света, очакванията, езиковата компетентност. Поставяйки получените сигнали в кадър от памет, прогнози, знания, получаваме пълна картина или гещалт. Тук активното завършване на строителството играе важна роля. Да, да, предубедени сме на неврофизиологично ниво. Има дори така наречената кохорта хипотеза, според която наборът от стимули се анализира толкова дълбоко и пълно, колкото е необходимо, т.е.за да активирате очакваната информация и нищо повече.
Но какво да кажем за факта, че гещалтът, изграден от мозъка, понякога се оказва коренно различен при подобни физически характеристики на входните данни? Защо единият набор от звуци - музика, а другият - какофония, въпреки че са много близки по вълново-честотни характеристики? Как се определя това на физиологично ниво? Но има мозъчни лезии, при които ухото за музика в гностическия смисъл на думата изчезва: за такъв беден човек мелодията се превръща в набор от шумове, понякога изключително неприятни, и това въпреки факта, че самата способност да възприема звуци не се губи! Как мозъкът, получавайки електрически сигнали от клетки, които просто улавят акустични вибрации, е в състояние бързо да разграничи не говорния шум от речта,носещи информация в символна форма? Защо вкусът на тортите от Мадлен може да предизвика цялата гама от забравени детски усещания в главния герой от цикъла романи на М. Пруст „В търсене на изгубено време“? Изглежда, че молекулите на десерта просто стимулират вкусовите и обонятелни рецептори, но в мозъка в много голям мащаб в неговата цялост се възпроизвежда отдавна забравен модел, рисунка на светлините на милиони възбудени неврони, които в тази конфигурация някога изгаряха и сега връщаха сладкия аромат на детството …които в тази конфигурация някога изгаряха и сега връщаха сладкия аромат на детството.които в тази конфигурация някога изгаряха и сега връщаха сладкия аромат на детството.
Няма ясно очертана зона, отговорна за появата на гещалт в мозъка. Подходът, който предполага наличието на такива зони, се нарича „локализация“и става все по-малко популярен. Той е против холистичната теория, според която по-високите функции са разпределени в мозъка, но и това е нещо от миналото. Съвременната наука се опитва да "съгласува" тези гледни точки.
В книгата си „Пречупване“Лото говори за това защо не възприемаме реалността такава, каквато е, и как това може да доведе до развитието на креативността и помага да се гледа на работа, любов, игра, отношения с роднини и други важни събития от нашия живот.
Например, образът на лимон е както външен вид (вторичен зрителен кортекс), така и вкус (с кортикалната му територия), и докосване, както и дума, тоест звук, начин на произнасяне, контексти на употреба, спомени за това как майка е правила преди лимонада … "Подразделенията", чиито неврони трябва да участват във формирането на такъв обикновен образ, могат да бъдат изброявани безкрайно.
В научно отношение ансамбъл от неврони образува динамичен модел на активност на невронната мрежа. Защо динамичен? Тъй като не се формира веднъж завинаги, тя се променя, докато натрупате опит, някои връзки отслабват, други укрепват и, разбира се, се появяват нови. Възпроизводимостта на този модел, тоест способността на всички, или по-скоро, на повечето членове на ансамбъла да се активират, лежи в основата на паметта. Съответно динамичността, за която говорихме, е необходимо условие за учене в широкия смисъл на думата, учене като адаптация.
След като ансамбъл от определен набор от неврони се развълнува, връзките им от подобна съвместна дейност се укрепват и вероятността последващото възбуждане на един да активира определен процент от останалите членове на тази група, след като получи електрическа подкрепа от него, леко се увеличи. Колкото повече имаше дъбене на ставите, толкова, според правилото на Хеб, толкова по-силен е този гещалт („клетките, които стрелят заедно, тел заедно“). Проблемът е, че един неврон може да влезе в безброй ансамбли, които освен това се заменят взаимно в мозъка на всяка част от секундата. Точното им повторение е изключително малко вероятно, следователно обемът на целия житейски опит статистически определя нашето възприятие и разбиране за света.
Погледнете лицата на вашите близки. Какво се изисква, за да не ги объркате с никого? На пръв поглед въпросът е странен. Ето майка ми, признавам я, дори и да промени цвета на косата, прическата си, отслабне или наддаде на тегло, напълно обновява гардероба си, боядисва лицето си за Хелоуин, в крайна сметка. Най-вероятно това не ви изненадва твърде много, но повярвайте ми: от гледна точка на информационните системи описаната ситуация дори не е тривиална. Да кажем, че вашият приятел няма забележими черти на лицето, като грозен белег, цепната устна или мустаци в стила на Салвадор Дали, няма нищо, което би накарало мозъка моментално и точно да постави това, което е видял в папката на Петя Бубликов. Как да алгоритмизираме моменталното разпознаване на човек, ако смятаме мозъка за голям компютър?
Проблемът с агнозията е прекрасно разкрит в работата на известния невролог и популяризатор на медицината Оливър Сакс „Човекът, който заблуди жена си за шапка“. Главният герой, талантлив музикант, професор, според наблюденията на своите близки, започнал да има „проблеми със зрението“. Всъщност професорът не е имал очни заболявания и абсолютно фантастично неразпознаване на обикновени, всекидневни предмети и лицата на близки хора е резултат от визуална агнозия.
Между другото, такива изолирани разстройства не са често срещани в практиката на невролог и със сигурност не са толкова изразени. Обикновено тези нарушения пречат на разпознаването на "шумни", многократно зачеркнати изображения в специални тестове, но никой не взема жена за предмет от гардероба. В допълнение, патологичният процес в мозъка, като правило, не е толкова селективен и разрушителният ефект се разпростира до различни по-високи психични функции, следователно агнозиите при пациента се смесват с много други разстройства и става невъзможна задача да се отдели едното от другото.
Така че случаят на професора е завладяващ, а поведението му с високо ниво на интелигентност и култура предизвиква истинско недоумение. Той внимателно проучва ръкавицата и прави плах опит да определи този елемент от гардероба като „навита повърхност с пет джоба“. Да, трудно е да я разпознаем по такова описание, но, за съжаление, професорът има само визуални абстракции. Той хваща крака си за обувка - очевидно, обръщайки внимание на очертанията и обмисляйки останалите логично, той не разпознава собственото си лице и брат си на снимката, но нямаше проблеми с образа на Айнщайн, тъй като палавият изстрел с език навън стана практически мем. Накрая той заблуди жена си за шапка и списъкът с ексцентриците на героя не свършва дотук.
Книгата на Сакс може да изглежда страховита или, напротив, смешна, но въпросът остава изключително интересен, какъв е светът на професора в края на краищата? Как изглежда той? И думата „приличам“е добро нещо в този контекст? Факт е, че визуалното пространство на героя, което се разпада на отделни фрагменти, което престана да се обединява в смислени образи и се превърна в струпване на абстракции, беше наситено с музика.
Ако човек стои всеки ден зад конвейер, след това се прибира вкъщи, ляга на дивана, гледа телевизия и прави това цял живот, тоест „ходи по маркирани линии“и не компенсира това „недостатъчно използване“на мозъка, тогава в напреднала възраст той няма да почувства само трудности с паметта и други интелектуални проблеми, но, най-вероятно, физически проблеми.
Героят сякаш живее в света, нарисуван от Пикасо, където сред натрошени линии, форми и петна от цвят няма как да разберем същността на случващото се и да взаимодействаме с тези абстракции.
Описаният проблем съдържа много по-дълбоки слоеве от „баналните“трудности с разпознаването и формирането на „картина“. Тя е пряко свързана с въпроси като феномена на субективната реалност, произтичащ от набор от различни сигнали, преживяването на опита и паметта като възможност за нейното частично или пълно възпроизвеждане. Каква е целта на подобни познавателни конструкции, които надхвърлят необходимото „възприемайте и реагирайте“? Какъв е еволюционният смисъл на нашия умствен живот, ако като поведенчески отговор той е излишен, тъй като не гарантира оцеляването ни? И колко правилно е сравнението на мозъка с компютър в светлината на всичко казано?
Както вече казахме, има неща, които са лесни за мозъка, но за машината с големи трудности: мигновена обработка на изображения, гещалт възприемане, бързо разсъждение като „изобретателност“и много повече, изискващи повече банално ежедневно вдъхновение от строги логически конструкции.
Самата идея за изкуствен интелект се основава на предположението, че нашите познавателни процеси (и някои изследователи разширяват този обхват за всички психични реакции) се третират като изчисления. Но не говорим за аритметика, а за формални операции - за всичко, което по принцип може да бъде програмирано. Днес стана ясно, че това не е напълно вярно и изследователите на ИИ са принудени да преосмислят компютърната парадигма. Мозъчните мислещи архитектури практически нямат нищо общо с електронните изчисления, според съвременните когнитивни учени като Т. В. Черниговская и К. В. Анохин. Езикът на компютърните науки е удобен като метафора, когато говорим за обработка на данни, съхранение, достъп, четене и т.н. Но самият принцип, лежащ в основата на компютърните алгоритми, е напълно различен. Първична сигнална система за мозъка,с която започва познавателната дейност - фигуративна; символичен, той трябва да се учи и за това му е необходима социална среда. Изображенията в главата ни се обработват бързо, как - все още не е ясно; При всички равни условия на компютъра му е необходимо повече време, но той успява да ги анализира със същата скорост като мозъка, само защото неговият процесор е милион пъти по-мощен.
Все повече се говори за необходимостта от нова теория. Например се правят опити за обяснение на съзнанието чрез квантови аномалии и дори се предлага да се премине към квантовата когнитивна наука, която би помогнала за преодоляване на проблема за свеждане на неясни явления на съзнанието до физиологични процеси.
Qualia, латинският термин за субективно преживяване в цялото му разнообразие, не е копие или дори сбор от физически сигнали, постъпващи през нашите анализатори. Мозъкът го изгражда независимо, формирайки субективни образи, които са уникални за всеки индивид. Два глобални въпроса на днешната невронаука: "Как възниква квалия?" и "За какво е?" - засега остават без отговор. Обективното изследване в този случай е изключително трудно, можем да съдим само по qualia на друг, и то само чрез пречупващата ни среда.
„Ако сте заседнали в таблет / телефон - и така всеки ден, не очаквайте мозъка ви да ви благодари. Ако човек заспи с труден въпрос в главата си и не знае как да го реши, на следващата сутрин той ще получи отговор. Мозъкът не обича мазнини и месо.
Известният невролог Джоузеф Боген, опитвайки се да определи съзнанието, намери добра аналогия. Според учения това е „като вятъра: невъзможно е да го видиш и уловиш, но резултатите от неговата дейност са очевидни - огъване на дървета, вълни или дори цунами“.
Обобщете. Ние сме щастливите собственици на нещо, от което се нуждаем, но толкова високо оценени и похвалени от художници и поети, съзнателно преживяване или вътрешен свят, което не е ясно защо. Съдържанието му представлява значителен интерес, но произходът на това явление е много по-интригуващ. Изненадващите неврологични разстройства, като агнозии, само ни приближават до отговора на въпроса какво е вътрешна реалност. Огромният напредък в изкуствения интелект и машинното обучение не доведоха до създаването на нещо наистина възприемащо. Разминаващата се пропаст между обикновено човешко усещане и нечувствителна невронна мрежа, дори в състояние да проведе сантиментален или друг "твърде човешки" разговор, изглежда непреодолима. Ще успеем ли някога да познаем собствената си структура през призмата на субективната реалност (а нямаме друг начин)? По един или друг начин разбирането на кръга от проблеми и проблеми, пред които е изправена невронауката, само изостря собственото ни възприятие и обогатява личния ни опит, кара ни да се чудим на прости неща, да разбираме себе си по нов начин и, вероятно, други.
