Кротовая нора

Самая могущественная из известных нам на сегодняшний день разумных машин собрана из миллиардов человеческих мозгов, каждый из которых представляет собой огромную сеть нейронов.

ДЭВИД КРИСТИАН

Пока философы с психологами играли в слова, нейробиологи пошли долгой дорогой – шаг за шагом изучая нервную ткань, – и в результате зашли в скиннеровский «чёрный ящик» с другого входа.

Всё началось с итальянца Камилло Гольджи и испанца Сантьяго Рамона-и-Кахаля. Первый изобрёл способ окрашивания нервной ткани дихроматом калия и нитратом серебра, а второй использовал полученные результаты, чтобы сформулировать теорию, согласно которой функциональной единицей нервной системы является нейрон (так называемая «нейронная доктрина»).

В 1906 году этот творческий союз получил Нобелевскую премию по медицине «в знак признания их трудов о структуре нервной ткани» (см. рис. № 6).

За этим последовали премии Чарльза Скотта Шеррингтона и Эдгара Дугласа Эдриана (1932), Генри Дейла и Отто Леви (1936), Джона Экклса, Алана Ходжкина и Эндрю Хаксли (1963) – всё за нейробиологические открытия, описывающие работу нейронов.

Рисунок № 6. Общий вид шести слоёв коры головного мозга

Пока, наконец, в 1981 году Нобелевская премия не была присуждена Дэвиду Хьюбелу и Торстену Визелю «за открытия, касающиеся принципов переработки информации в зрительной системе».

Должен сказать, что премии безусловно заслуживал и Вернон Маунткастл – невролог, работавший в Университете Джона Хопкинса, который ещё в 50-х годах создал теорию модульной организации коры головного мозга, которая активно использовалась Хьюбелом и Визелем.

Но Нобелевский комитет не любит вручать свои премии за теории, поэтому приз получили те, кто сделал теорию Вернона Маунткастла эмпирической явью.

Маунткастл предположил, что нейроны коры головного мозга создают на её поверхности своего рода поля размером около пяти с половиной миллиметров, и эти поля друг другом не перекрываются.

Впрочем, поля – это только начало, верхушка большой структуры: дальше, как бы внутрь коры, идут слои нервных клеток, связанных друг с другом в рамках общего функционала.

То есть, грубо говоря, там, в коре головного мозга, есть своего рода вытянутые в глубину модули, каждый из которых занят своим делом. Нижняя часть такого модуля переходит в белое вещество – это что-то вроде проводов, а сами кортикальные колонки – это сервер, расчётные мощности. И чем выше уровень (слой коры головного мозга), тем более обобщённая информация там генерируется.

Эти модули получили название «кортикальных колонок». Но с тех пор выяснилось, что открытые Маунткастлом кортикальные колонки являются «гиперколонками», каждая из которых состоит из сотни «микроколонок», а та, в свою очередь, собрана из 80-120 нейронов (см. рис. № 7).

Рисунок № 7. Модульная организация коры головного мозга

В общем, это, так сказать, нейроклеточная матрёшка, о чём я достаточно подробно уже рассказывал в книге «Чертоги разума».

МУЧАЛИ КОШКУ. ВИНОВНЫ!

Дэвид Хьюбел и Торстен Визел проводили микрокартирование зрительной зоны коры головного мозга котят (и не только) с помощью микроэлектродов. Целью их изучения был процесс обработки визуальной информации.

В результате этой работы учёные смогли ответить на несколько принципиально важных вопросов. Например:

• информация о линиях, ориентации и движениях визуально воспринимаемых объектов обрабатывается в разных частях коры;

• индивидуальные клетки в зрительной коре кошачьего мозга реагируют на простые паттерны – например, на края и линии, расположенные под определёнными углами;

• ещё до попадания в зрительную кору происходит суммирование зрительных сигналов до определённых паттернов (можно сказать, пакетов информации);

• все корковые клетки в одной микроколонке реагируют на один тип визуального паттерна, а клетки в колонках на других участках зрительной коры – на другие типы зрительных паттернов.

На несчастных котятах, кошках и макаках Хьюбе-лом и Визелом было сделано ещё много других открытий. В частности, было доказано существование «критического периода», когда мозг новорожденных котят должен получать визуальную стимуляцию для нормального развития.

Кроме того, была продемонстрирована удивительная нейропластичность кортикальных областей. Так, например, исследователи показали, что клетки зрительной коры слепого глаза научаются обрабатывать зрительный сигнал из глаза видящего.

Но всё это в данном случае не так интересно.

Важно, что в результате этих исследований стало понятно, как мозг создаёт картину реальности: в нём, как оказывается, есть нейротранзисторы, собранные из единичных клеток, которые, получая определённого рода сигнал, реагируют на него. А совокупная реакция конкретного набора активизированных микроколонок зрительной коры и ощущается нами как зрительный образ.

Впрочем, как выяснилось, это универсальный принцип организации корковых областей. Так что, если это будет, например, не зрительная кора, а обонятельная, мы будем ощущать тот или иной запах благодаря возбуждению соответствующих микроколонок.

Поэтому неудивительно, что в своём приветственном обращении в связи с присуждением ему Нобелевской премии Дэвид Хьюбел сказал буквально следующее: «открытие столбцов в соматосенсорной коре было единственным вкладом в понимание коры головного мозга с момента Рамона-и-Кахала».

«Большинство корковых клеток плохо отвечает на диффузное освещение и хорошо – на линии с нужной ориентацией. Так, при показе фигуры, напоминающей по форме почку, такого рода клетка будет отвечать тогда и только тогда, когда участок границы с определённой ориентацией будет пересекать её рецептивное поле. Те же клетки, рецептивные поля которых расположены внутри границ фигуры, никак не отреагируют – они будут продолжать давать спонтанный импульсный разряд независимо от присутствия или отсутствия данной фигуры.

Из всего множества клеток зрительной коры реакцию на подобный стимул будет давать только очень небольшая группа клеток».

ДЭВИД ХЬЮБЕЛ, нобелевский лауреат по физиологии и медицине

Сейчас где вы только про эти кортикальные колонки не прочтёте и не услышите – и у Говарда Гарднера, и у Рэя Курцвейла, и вообще у всех, кто хочет хоть сколько-нибудь здраво понимать то, что происходит в нашем с вами головном мозге, а ещё в «мозге» искусственного интеллекта.

Да, именно последнее обстоятельство и сделало открытие Маунткастла столь актуальным. Совсем не случайно один из ведущих исследователей искусственного интеллекта Джефф Хоукинс сравнивает статью Вернона Монтакла «Принципы организации церебральной функции: общая модель и распределённая система» 1978 года с «розеттским камнем».

Каждая кортикальная колонка является своего рода счётной машинкой: получив на входе некий сигнал, она оценивает его и выдаёт в качестве результата всё, что является нами с вами, нашей психической деятельностью.

Всё, что вы видите, слышите, ощущаете, чувствуете, переживаете, хотите, думаете (по желанию можете этот ряд как угодно продолжить), – это результат работы таких вот микроколонок, своеобразных пикселей нашего с вами психического опыта.

Эти колонки запрограммированы генетически и натренированы в рамках практического использования производить то, что вы считаете самими собой и миром вокруг себя.

Грубо говоря, они обучены производить некие эффекты, из которых складывается ваш перцептивный, двигательный, психологический, да и вообще весь прочий опыт – ваш субъективный мир.

Теперь представьте, что мы берём некое ваше переживание – например, чувство любви к какому-то человеку, – и пытаемся посмотреть в ваш «чёрный ящик» с того входа, который нам предложили Сантьяго Рамон-и-Кахаль и Вернон Маунткастл.

Сначала мы увидим перед собой нечто огромное – общее состояние влюблённости, восторг и ощущение счастья. Впрочем, за этим состоянием, которое нам только кажется в моменты, когда мы пытаемся его осмыслить, стоит множество уже вполне конкретных переживаний, образов, ощущений, мыслей.

И всё это, как кажется, мы можем разглядеть в вашем мозге: вот ваше случайное знакомство, совместная прогулка, переглядывания, расставание и ожидание звонка, милые ухаживания, планы на будущее, которые рисует вам ваше воображение, подготовка к новой встрече, ощущение сердца, которое готово вырваться из груди, а вот, наконец, и первый поцелуй чувственных губ, нежность объятий, страстный секс.

Впрочем, присмотревшись и заглядывая в наш «чёрный ящик» чуть глубже, мы увидим множество единичных деталей – секундные воспоминания: переглянулись, прикоснулись, что-то сказали, заскучали, подумали, испугались, поторопились, попросили, присели, встали, что-то съели, снова переглянулись, попрощались.

Эффект всё больше начинает напоминать разоблачение той визуальной иллюзии, когда вы постепенно приближаетесь к картине импрессиониста: только что вы видели перед собой готический собор или кувшинки под мостом, возможно, толпу людей на парижской улице…

Но вот вы подходите ближе, ближе – и ваш взгляд уже различает лишь единичные мазки, которые совсем не похожи ни на декоративный орнамент храма, ни на цветы, ни тем более на людей.

Вам кажется, что ваши отношения с предметом вашей страсти – это нечто постоянное, неразрывно текущее во времени и пространстве. Но это не так – вы, я полагаю, как минимум прерывались на сон и ходили в туалет (надеюсь, без сильного чувства любви).

То есть весь этот протяжённый и непрерывный объём чувствования – это лишь ощущение, созданное сейчас и в данной ситуации вашим мозгом. Это рассказ-описание для данного случая (ad hoc, как сказали бы философы): для конкретного слушателя, в конкретном вашем самочувствии, в определённой психологической фазе и т. д.

На самом деле, чем глубже мы проникаем в ваш «чёрный ящик», тем сложнее там что-либо различить: взгляд, какое-то сообщение на экране телефона, чувство физического прикосновения и т. д. – вереница мельчайших моментов. А дальше ещё меньше – какие-то цвета, формы, реакции, движения, жесты, отголоски звуков…

Наконец, мы видим лишь активизацию микортикальных колонок, которые гудят как множество однообразных процессоров на большой материнской плате. Да, именно так выглядело бы действительное путешествие в наше, кажущееся таким объёмным и подлинным, любовное чувство.

На самом деле это проход внутрь кротовой норы – в космическую червоточину, эдакий технический мост Эйнштейна-Розена.

От того, что вы считали своим чувством любви (точнее, от этой складной истории о нём), не осталось бы ничего, лишь только – ритмичная вибрация импульсов, которыми обмениваются друг с другом нервные клетки внутри микроколонок, микроколонки – одна с другой – в пределах отдельных гиперколонок, а те, в свою очередь, между собой в полях Бродмана-Эссена, в долях и сетях головного мозга.

И правда, конечно, состоит в том, что пройти этот путь сверху вниз – от макропереживания к работе отдельных микроколонок – невозможно, потому что его просто нет.

Да и вообще, есть лишь работа нейронов и их микроколонок, которые производят мазок за мазком наше общее ощущение – любое, в том числе и любви, всё остальное – иллюзия, игра разума. Ровно по этому принципу работает и «искусственный интеллект».

«Что мы есть? Что каждый из нас есть? Это около 100 триллионов маленьких клеточных роботов. Это то, из чего мы сделаны, никаких других компонентов. Мы просто сделаны из клеток, и ни одна из этих клеток не имеет сознания, не знает, кто мы есть, и не интересуется этим.

Как же получается, что когда они собираются вместе – армии, батальоны сотен миллионов маленьких, действующих как роботы, не осознающих ничего клеток, – выходит вот такой результат?

Только подумайте об этом: в нас есть цвета, идеи, воспоминания! И каким-то образом всё это содержание сознания – результат интенсивной работы кучи нейронов. Как это возможно?! Многие люди считают, что это вообще невозможно.

Вот отрывок из прекрасной книги “Сеть магии' моего друга Ли Зигеля, профессора религии в Гавайском университете и профессионального иллюзиониста. Он очень выразительно характеризует проблему:

Я пишу книгу по магии, – говорю я, и меня спрашивают:

– О реальной магии?..

Под «реальной магией» люди подразумевают чудеса, волшебников, сверхъестественные события.

– Нет, – отвечаю я. – О разных фокусах, не о настоящей магии.

«Реальная магия», другими словами, означает «магию, которая не существует в реальности», в то время как настоящая магия, которая может совершаться на самом деле, не является реальной ”.

Так же многие люди думают и о сознании: настоящее сознание – это не набор фокусов. Но сознание – это и есть набор фокусов».

ДЭНИЕЛ ДЕННЕТ, профессор философии и содиректор Центра когнитивных исследований Университета Тафтса