Мозъкът - не е компютър - Алтернативен изглед

Мозъкът - не е компютър - Алтернативен изглед
Мозъкът - не е компютър - Алтернативен изглед

Видео: Мозъкът - не е компютър - Алтернативен изглед

Видео: Мозъкът - не е компютър - Алтернативен изглед
Видео: Мозъкът - Нашият компютър - Силата на мозъка. 2024, Октомври
Anonim

Колкото и да се стараят, невролозите и когнитивните психолози никога няма да намерят в мозъка копие на Петата симфония на Бетховен или копие от думи, изображения, граматически правила или някакъв друг външен стимул. Човешкият мозък, разбира се, не е буквално празен. Но не съдържа повечето неща, които хората смятат, че би трябвало - дори не съдържа и такива прости предмети като "спомени".

Нашите погрешни представи за мозъка имат дълбоки исторически корени, но изобретяването на компютъра през 40-те години особено ни обърква. Вече повече от половин век психолози, лингвисти, неврофизиолози и други изследователи на човешкото поведение заявяват, че човешкият мозък работи като компютър.

За да разберем повърхностността на тази идея, нека се преструваме, че мозъкът е бебе. Благодарение на еволюцията, новородените хора, като новородените от всеки друг вид бозайници, влизат в този свят, готови за ефективно взаимодействие с него. Зрението на бебето е замъглено, но той обръща специално внимание на лицата и бързо може да разпознае лицето на майката сред другите. Той предпочита звука на гласа пред други звуци, може да различи един основен речев звук от друг. Без съмнение ние сме изградени с умствено социално взаимодействие.

Здравото новородено има повече от дузина рефлекси - готови отговори на определени стимули; те са необходими за оцеляване. Бебето обръща глава в посока на тази, която гъделичка бузата му и смуче каквото попадне в устата му. Той задържа дъха си, когато е потопен във вода. Той хваща нещата, които попадат в ръцете му, толкова силно, че почти виси на тях. Може би най-важното е, че бебетата се появяват в този свят с много мощни механизми на обучение, които им позволяват бързо да се променят, така че да могат да взаимодействат със света с увеличаваща се ефективност, дори ако този свят не е същият като този, с който са се сблъсквали. техните далечни предци.

Чувствата, рефлексите и механизмите за учене са всичко, с което започваме, и в действителност, има доста от тези неща, когато се замислите. Ако нямахме една от тези възможности от раждането, щеше да ни бъде много по-трудно да оцелеем.

Но има и това, с което не сме се родили: информация, данни, правила, софтуер, знания, лексикон, представителства, алгоритми, програми, модели, спомени, изображения, обработка, процедури, енкодери и декодери, символи и буфери - дизайнерски елементи които позволяват на цифровите компютри да се държат по начин, който е донякъде здравословен. Ние не просто не сме родени с него - не го развиваме в себе си. Никога.

Ние не съхраняваме думи или правила, които ни казват как да ги използваме. Ние не създаваме визуални проекции на стимули, не ги съхраняваме в буфера за краткосрочна памет и след това не ги прехвърляме в паметта за дългосрочна памет. Ние не извличаме информация или изображения и думи от регистрите на паметта. Компютрите правят това, но не и организмите.

Компютрите буквално обработват информация - цифри, букви, думи, формули, изображения. Първоначално информацията трябва да бъде кодирана във формат, който може да се използва от компютри, което означава, че трябва да бъде представена като единици и нули ("битове"), които се събират в малки блокове ("байтове"). На моя компютър, където всеки байт съдържа 8 бита, някои от тях означават буквата "K", други - за буквата O, а други - за буквата T. По този начин всички тези байтове образуват думата "CAT". Едно единствено изображение - да речем, снимка на моята котка Хенри на работния плот - е представено със специална рисунка от милион такива байта („един мегабайт“), определена от специални символи, които казват на компютъра, че е снимка, а не дума.

Промоционално видео:

Компютрите буквално преместват тези чертежи от място на място в различните отделения за физическо съхранение, разпределени в електронните компоненти. Понякога те копират чертежите, а понякога ги променят по различни начини - да речем, когато поправим грешка в документ или ретушираме снимка. Правилата, които компютър следва да премества, копира или манипулира тези слоеве данни, също се съхраняват в компютъра. Сглобените набори от правила се наричат „програми“или „алгоритми“. Група алгоритми, които работят заедно, за да ни помогнат да направим нещо (като например закупуване на акции или търсене на данни онлайн), се нарича "приложение".

Моля за извинение за това въведение в света на компютрите, но трябва да ви кажа много ясно: компютрите всъщност работят от символичната страна на нашия свят. Те наистина съхраняват и извличат. Те наистина обработват. Те имат физически спомени. Те са наистина управлявани от алгоритми във всичко, което правят, без изключения.

От друга страна, хората не правят това - никога не са го правили и никога няма. Имайки това предвид, бих искал да попитам: защо толкова много учени говорят за психичното ни здраве, сякаш сме компютри?

В своята книга In Our Own Image (2015) експертът по изкуствен интелект Джордж Заркадакис описва шест различни метафори, които хората са използвали през последните две хилядолетия, за да опишат човешкия разум.

Още в първия, библейски, хората бяха създадени от глина и кал, които тогава интелигентният Бог надари с душата си, „обяснявайки“нашия интелект - поне граматически.

Изобретението на хидравличното инженерство през III в. Пр.н.е. доведе до популяризиране на хидравличните модели на човешкия интелект, идеята, че различни течности в нашето тяло - т.нар. „Телесни течности“- имат общо както с физическото, така и с умственото функциониране. Метафората е запазена повече от 16 века и е използвана в медицинската практика през цялото това време.

До 16-ти век са разработени автоматични механизми, задвижвани от пружини и зъбни колела; най-накрая вдъхновиха водещите мислители на деня, като Рене Декарт, да предположат, че хората са сложни машини. През 17 век британският философ Томас Хобс предложил мисленето да възникне от механични вибрации в мозъка. До началото на 18 век откритията в електричеството и химията водят до нови теории за човешкия разум - и отново те са метафорични. В средата на този век немският физик Херман фон Хелмхолц, вдъхновен от напредъка на комуникациите, сравнява мозъка с телеграфа.

Всяка метафора отразяваше най-напредналите идеи на епохата, която го е родила. Както може би очаквате, почти в зората на компютърните технологии, през 40-те години на миналия век, мозъкът е сравняван с компютър по принцип на работа, като ролята на съхранението е дадена на самия мозък, а ролята на софтуера - на нашите мисли. Забележително събитие, което започна това, което сега се нарича „когнитивна наука“, е публикуването на книгата на психолога Джордж Милър „Език и комуникация“(1951 г.). Милър предположи, че умственият свят може да се изучава, като се използват концепции за информационни, изчислителни и езикови теории.

Този начин на мислене получи окончателния си израз в малката книга „Компютърът и мозъкът“(1958 г.), в която математикът Джон фон Нойман категорично заяви: функцията на човешката нервна система е „предимно дигитална“. Въпреки че той призна, че всъщност по това време се знае много малко за ролята, която мозъкът играе в мисленето и паметта, той направи паралели след паралели между компонентите на компютрите на деня и тези на човешкия мозък.

Водени от последващия напредък в компютърните технологии и мозъчните изследвания, както и амбициозен интердисциплинарен стремеж да се разбере същността на прогресивно развиващия се човешки интелект, идеята, че хората, подобно на компютрите, са процесори на информация, се е вкопчила в съзнанието на хората. Днес тази област включва хиляди проучвания, изразходва финансиране за милиарди долари и генерира огромна литература, състояща се както от технически, така и от други статии и книги. Книгата на Рей Курцвайл Как да създадем ум (2013) илюстрира тази точка, като спекулира върху „алгоритмите“на мозъка, как мозъкът „обработва данни“и дори повърхностното му сходство с интегралните схеми и техните структури.

Метафората на човешкия мозък, изградена върху обработката на информация (наричана по-долу IP-метафора, от обработка на информация - приблизително Newo what), днес доминира над умовете на хората, както сред обикновените хора, така и сред учените. Всъщност няма дискурс за разумно човешко поведение, което би се състояло без използването на тази метафора, както и фактът, че подобни дискурси не биха могли да възникнат в определени епохи и в рамките на определена култура без препратки към духове и божества. Валидността на метафората за обработка на информация в съвременния свят обикновено се валидира без проблем.

IP метафората обаче е само една от многото, това е просто история, която казваме, за да има смисъл от нещо, което сами не разбираме. И като всички предишни метафори и тази определено ще бъде изхвърлена в някакъв момент - заменена или с друга метафора, или с истинско знание.

Преди малко повече от година, докато посещавах една от най-престижните изследователски институции в света, аз предизвиках учени да обяснят интелигентното човешко поведение, без да се позовава на нито един аспект от IP метафората на обработката на информация. Те не можаха да го направят и когато аз учтиво го изкарах отново в следваща кореспонденция по имейл, месеци по-късно все още не можеха да предложат нищо. Те разбраха какъв е проблемът, не се отказаха от задачата. Но те не можаха да предложат алтернатива. С други думи, метафората на IP се залепи за нас. Това обременява мисленето ни с толкова сериозни думи и идеи, че имаме проблеми да се опитаме да ги разберем.

Лъжливата логика на метафората на IP е достатъчно проста. Той се основава на лъжлив спор с две разумни предположения и едно невярно заключение. Интелигентно предположение №1: Всички компютри са способни да се държат интелигентно. Звуково предположение №2: Всички компютри са процесори на информация. Грешно заключение: всички обекти, способни на интелигентна дейност, са обработващи информация.

Формална терминология настрана, идеята, че хората са процесори на информация, само защото компютрите са толкова глупави и когато един ден метафората на IP в крайна сметка стане остаряла, когато накрая бъде изоставена, почти сигурно ще бъде гледана от историците по този начин., тъй като сега разглеждаме изявления за хидравличната или механичната природа на човека.

Ако тази метафора е толкова глупава, защо все още управлява ума ни? Какво ни пречи да го хвърлим настрана като ненужно, по същия начин, по който изхвърляме клон, който блокира пътя ни? Има ли начин да разберем човешката интелигентност, без да разчитаме на измислени патерици? И каква е цената за използването на тази поддръжка толкова дълго? В крайна сметка тази метафора вдъхнови писателите и мислителите да направят огромно количество изследвания в най-различни области на науката през десетилетията. На каква цена?

В една класна сесия, която съм преподавал многократно през годините, започвам с избора на доброволец, който да тегли банкнота на долара на дъската. "Повече подробности", казвам. Когато приключи, аз покривам рисунката с лист хартия, изваждам банкнота от портфейла си, залепя я на дъската и помоля ученика да повтори заданието. Когато той или тя приключи, премахвам листа хартия от първата рисунка и тогава класът ще коментира разликите.

Може би никога не сте виждали подобна демонстрация или може би имате проблеми с представянето на резултата, затова помолих Джини Хюн, един от стажантите в института, където правя изследванията си, да направи две рисунки. Ето рисунка от паметта (обърнете внимание на метафората).

И ето рисунката, която тя направи с помощта на банкнотата.

Джини беше толкова изненадана от изхода на делото, колкото може би ще бъдеш, но това не е необичайно. Както можете да видите, чертежът без подкрепата на сметката е ужасен в сравнение с изтегления от извадката, въпреки факта, че Джини е виждала банкнотата на долара хиляди пъти.

Какво става? Нямаме ли представа как изглежда доларова банкнота, „заредена“в „регистъра на паметта“на мозъка? Не можем ли просто да го "извлечем" от там и да го използваме, за да създадем своя рисунка?

Разбира се, че не, и дори хиляди години изследвания на невронауката няма да помогнат да се открие идеята за формата на доларова банкнота, съхранявана в човешкия мозък, просто защото я няма.

Значителна част от мозъчните изследвания показват, че в действителност много и понякога огромни области на мозъка често участват в привидно тривиални задачи за памет. Когато човек изпитва силни емоции, милиони неврони могат да се активират в мозъка. През 2016 г. неврофизиологът от Университета на Торонто Брайън Левайн и колегите му проведоха проучване, включващо оцелели от самолетни катастрофи, в които се стигна до заключението, че събитията от катастрофата допринасят за засилена нервна активност в амигдалата, средния темпорален лоб, предна и задна средна линия а също и във визуалната кора на пътниците”.

Идеята, изказана от редица учени, че специфичните спомени по някакъв начин се съхраняват в отделните неврони, е абсурдна; По този въпрос това предположение само повдига въпроса за паметта до още по-сложно ниво: как и къде, в крайна сметка, паметта се записва в клетката?

И така, какво се случва, когато Джини тегли доларова банкнота, без да използва проба? Ако Джини никога не е виждала банкнота, първата й рисунка вероятно по никакъв начин не прилича на втората. Фактът, че преди е виждала доларови банкноти, по някакъв начин я промени. Всъщност мозъкът й беше променен, така че тя успя да визуализира законопроект - който по същество е еквивалентен - поне отчасти - да преживее отново усещането за контакт с очите със сметката.

Разграничението между двете скици ни напомня, че визуализирането на нещо (което е процесът на пресъздаване на контакт с очите с това, което вече не е пред очите ни) е много по-малко точно, отколкото ако всъщност видяхме нещо. Ето защо ние сме толкова по-добри в ученето, отколкото да помним. Когато отново произвеждаме нещо в паметта (от латинското re - „отново“, и произвеждаме - „да създаваме“), трябва отново да опитаме да изпитаме сблъсъка с обекта или явлението; обаче, когато научим нещо, просто трябва да сме наясно с факта, че преди това вече сме имали опит на субективно възприятие на този обект или явление.

Може би имате нещо да възразите срещу това доказателство. Джини беше виждала доларови банкноти и преди, но не полагаше съзнателни усилия да „запомни“подробностите. Може да спорите, че ако го направи, тя може да успее да нарисува второ изображение, без да използва пробата на банкнотата. Въпреки това обаче, нито едно изображение на банкнотата по никакъв начин не е „съхранявано“в мозъка на Джини. Току-що стана по-подготвена да я рисува в детайли, точно както, чрез практиката, пианистът става по-умел да изпълнява концерти за пиано, без да се налага да зарежда копие от нотите.

От този прост експеримент можем да започнем да изграждаме основите на без метафора теория за интелектуалното поведение на човека - една от онези теории, че мозъкът не е напълно празен, но поне освободен от тежестта на метафорите на IP.

Докато се движим през живота, ние сме изложени на много събития, които ни се случват. Трябва да се отбележат специално три вида опит: 1) наблюдаваме какво се случва около нас (как се държат другите хора, звуците на музиката, инструкциите, адресирани до нас, думите на страниците, изображенията на екраните); 2) податливи сме на комбинация от незначителни стимули (например сирени) и важни стимули (появата на полицейски коли); 3) ние сме наказани или възнаградени за това, че се държим по определен начин.

Ние ставаме по-ефективни, ако се променим според този опит - ако вече можем да разкажем стихотворение или да изпеем песен, ако сме в състояние да следваме указанията, дадени ни, ако реагираме на дребни стимули, както и на важни, ако се опитаме да не се държим по този начин, да бъдем наказани и по-често се държим по такъв начин, че да получим награда.

Въпреки подвеждащите заглавия, никой няма най-слабата представа какви промени настъпват в мозъка, след като се научим да пеем песен или да научим стихотворение. Нито песни, нито стихотворения не бяха „заредени“в мозъка ни. Просто се промени по подреден начин, така че сега можем да пеем песен или да рецитираме стихотворение, ако са изпълнени определени условия. Когато ни помолят да изпълним, нито песента, нито стихотворението не се „извличат“от някакво място в мозъка, точно както движенията на пръстите ми не се „извличат“, когато блъскам по масата. Просто пеем или разказваме и нямаме нужда от извличане.

Преди няколко години попитах Ерик Кандел, невролог от Колумбийския университет, който спечели Нобеловата награда за идентифициране на някои от химичните промени, които настъпват в синапсите на изход от неутрони на Аплисия (морски охлюв), след като се научи - колко време. според него ще мине, преди да разберем механизма на функционирането на човешката памет. Той бързо отговори: „Сто години“. Не мислех да го питам дали вярва, че метафората на IP забавя напредъка на невронауката, но някои невролози наистина започват да мислят за немислимото, а именно, че тази метафора не е толкова необходима.

Редица познавателни учени - по-специално Антъни Чемеро от Университета в Синсинати, автор на книгата от 2009 г. Радикално въплътена когнитивна наука - сега напълно отхвърлят идеята, че човешкият мозък работи като компютър. Популярното схващане е, че ние, като компютрите, концептуализираме света, като извършваме изчисления на неговите ментални образи, но Чемеро и други учени описват друг начин за разбиране на мисловния процес - те го определят като пряко взаимодействие между организмите и техния свят.

Любимият ми пример, илюстриращ огромната разлика между IP подхода и това, което някои наричат „антипредставителен“изглед на човешкото тяло, включва две различни обяснения как бейзболистът може да хване летяща топка, дадена от Майкъл Макбийт, сега в Държавен университет в Аризона и колеги в статия, публикувана през 1995 г. в Science. Според IP подхода играчът трябва да формулира груба оценка на различните първоначални условия на полета на топката - сила на удара, ъгъл на траекторията и така нататък - и след това да създаде и анализира вътрешен модел на траекторията, който топката вероятно ще следва, след което трябва да използва този модел с цел непрекъснато насочване и коригиране на движенията, насочени към прихващане на топката във времето.

Всичко би било добре и прекрасно, ако функционирахме по същия начин като компютрите, но McBeath и неговите колеги дадоха по-просто обяснение: за да хване топката, играчът трябва само да продължи да се движи по такъв начин, че постоянно да поддържа визуална връзка с основната база и средата. пространство (технически се придържайте към "линейна оптична пътека"). Може да звучи сложно, но в действителност е изключително просто и не предполага никакви изчисления, представи или алгоритми.

Двама амбициозни преподаватели по психология от британския университет в град Лийдс - Андрю Уилсън и Сабрина Голонка - класират бейзболния пример като един от многото, които могат да бъдат възприети извън IP подхода. През годините те писаха в блоговете си за това, което самите те наричат „по-последователен, натурализиран подход към научното изследване на човешкото поведение… противоречащ на доминиращия когнитивен неврологичен подход“. Този подход обаче далеч не е в основата на отделно движение; повечето познавачи все още отхвърлят критиката и се придържат към метафората на ПР, а някои от най-влиятелните мислители в света са направили грандиозни прогнози за бъдещето на човечеството, които зависят от реалността на метафората.

Едно от предсказанията - направени от футуристичния Курцвайл, физик Стивън Хокинг и неврологът Рандал Коен, между другото, е, че тъй като човешкото съзнание трябва да действа като компютърни програми, скоро ще бъде възможно да заредим човешкия ум в машина, при което ще имаме безкрайно мощен интелект и, вероятно, ще придобием безсмъртие. Тази теория бе в основата на дистопичния филм Supremacy, с участието на Джони Деп, който играе учен, подобен на Курцвайл, чийто ум е качен в Интернет - с тежки последици за човечеството.

За щастие, тъй като метафората на IP по никакъв начин не е правилна, никога не трябва да се притесняваме, че човешкият ум ще се побърка в киберпространството и никога не можем да постигнем безсмъртие, като го качим навсякъде. Причината за това е не само липсата на съзнателен софтуер в мозъка; проблемът е по-дълбок - нека го наречем проблем на уникалността - който звучи вдъхновяващо и депресиращо.

Поскольку ни «банки памяти», ни «представления» стимулов в мозге не существуют, и поскольку все, что требуется от нас, чтобы функционировать в мире, это изменения мозга в результате приобретаемого нами опыта, нет оснований верить в то, что один и тот же опыт изменяет каждого из нас в одинаковой мере. Если мы с вами посетим один и тот же концерт, изменения, происходящие в моем мозгу при звуках Симфонии № 5 Бетховена будут практически наверняка отличаться от тех, что происходят в вашем мозге. Эти изменения, какими бы они ни были, создаются на основе уникальной нейронной структуры, которая уже существует, и каждая из которых развивалась на протяжении вашей жизни, наполненной уникальными переживаниями.

Както показа сър Фредерик Бартлет в книгата си Спомнянето си (1932 г.), това е причината никой двама души да не повторят историята, която чуват по същия начин, и с течение на времето техните истории ще стават все по-различни един от друг. Не се създава „копие“на историята; по-скоро всеки човек, като чуе история, се променя до известна степен - достатъчно, за да бъде попитан за историята по-късно (в някои случаи, дни, месеци или дори години след като Бартлет за първи път ги прочете) - те ще могат да преживеят до известна степен моментите, когато са слушали историята, макар и не много точно (вижте първото изображение на доларовата банкнота по-горе.).

Мисля, че това е вдъхновяващо, защото означава, че всеки от нас е наистина уникален - не само в генетичния си код, но дори и в това как мозъкът ни се променя с течение на времето. Освен това е потискащо, тъй като прави плашещата задача на невронауката почти извън въображението. За всеки от ежедневните преживявания, подредената промяна може да включва хиляди, милиони неврони или дори целия мозък, тъй като процесът на промяна е различен за всеки отделен мозък.

За да влошим нещата, дори ако имахме възможността да направим моментна снимка на всички 86 милиарда неврони в мозъка и след това да симулираме състоянието на тези неврони, използвайки компютър, този експанзивен шаблон не би работил за нищо извън мозъка, в който първоначално е създаден. Това е може би най-чудовищният ефект, който IP метафората е оказала върху нашето разбиране за функционирането на човешкото тяло. Докато компютрите съхраняват точни копия на информация - копия, които могат да останат непроменени за дълго време, дори и самият компютър да е без изтощение - мозъците ни поддържат интелигентност само докато сме живи. Нямаме бутони за включване / изключване. Или мозъкът продължава своята дейност, или изчезваме. Освен това, както отбеляза невронаукът Стивън Роуз в книгата си от 2005 г. Бъдещето на мозъка,Снимка на текущото състояние на мозъка също може да бъде безсмислена, ако не знаем пълната житейска история на собственика на този мозък - може би дори подробностите на социалната среда, в която той или тя е израснал.

Помислете колко сложен е проблемът. За да разберем поне основите на това как мозъкът поддържа човешкия интелект, може да се наложи да разберем не само текущото състояние на всички 86 милиарда неврони и техните 100 трилиона пресечения, не само различните сили, с които са свързани, но и как поддържа ежедневната мозъчна дейност цялост на системата. Към това добавете уникалността на всеки мозък, създадена отчасти от уникалността на жизнения път на всеки човек и прогнозата на Кандел започва да изглежда прекалено оптимистична. (В неотдавнашна редакционна колона от The New York Times, неврологът Кенет Милър предположи, че ще са нужни "векове", за да се изяснят основните невронни връзки.)

Междувременно огромни суми пари се харчат за изследвания на мозъка, основаващи се на често погрешни идеи и неизпълнени обещания. Най-ужасният случай на неврологични изследвания, които се заблуждават, е документиран в наскоро публикуван доклад на American American. Ставаше дума за сумата от 1,3 милиарда долара, отпусната за проекта „Човешки мозък“, стартиран от Европейския съюз през 2013 г. Убедени от харизматичния Хенри Маркрам, че той ще може да симулира човешкия мозък на суперкомпютър до 2023 г. и че подобен модел ще направи пробив в лечението на болестта на Алцхаймер и други разстройства, властите на ЕС финансираха проекта без буквално да налагат никакви ограничения. По-малко от две години по-късно проектът се превърна в усукване на мозъка и Маркъм беше помолен да се оттегли.

Ние сме живи организми, а не компютри. Справете се с него. Нека продължим да се опитваме да разберем себе си, но в същото време да се освободим от ненужното интелектуално бреме. Метафората на IP съществува от половин век, което доведе до малко откритие. Време е да натиснете бутона DELETE.

Робърт Епщайн

Преводът е извършен от проекта NewWhat.