Лекція про таємниці роботи мозку
Як влаштований людський мозок, який у нас обсяг пам'яті і чому червоний колір - це результат суспільного договору? На цікаві запитання відповідає психофізіології.
Олександр Каплан (МДУ ім. Ломоносова. Лабораторія нейрофізіології і нейрокомп'ютерних інтерфейсів) провів в стінах університету ИТМО лекцію «Міфи і реалії мозку людини: нейроінтерфейси, штучний інтелект, кіборги і сімбіоти», в якій розповів про роботу мозку і поділився думками про майбутнє взаємодії людини і машин.
Це може бути цікаво:
Кадр з фільму «Джонні Мнемоник»
Доктор біологічних наук, психофізіолог, професор кафедри фізіології людини і тварин, завідувач лабораторією нейрофізіології і нейроінтерфейси на біологічному факультеті МГУ ім. М. В. Ломоносова
- Навколо мозку і інтелекту багато міфів, які в перспективі можуть стати стійким знанням. Наша робота зосереджена на тому, щоб розвіяти ці міфи.
З чого складається людський мозок?
Це 86 мільярдів нервових клітин. Для розуміння їх роботи важливіше вивчити не власними клітини, а їх контакти один з одним - кожна нервова клітина мозку (нейрон) має 10-15 тисяч контактів з іншими клітинами. Це мільйон мільярдів операціональних одиниць. Наш мозок керує 640 м'язами і 360 суглобами.
Ще по цій темі:
Наприклад, 1 крок - це робота 300 м'язів, а поцілунок - 34.
Наш мозок особливо не змінився в порівнянні з кроманьонцами. Наш мозок унікальний тим, що він не змінює свою структуру під зовнішні умови, а змінює навколишнє середовище під себе.
86 мільярдів - це багато чи мало?
86 мільярдів нейронів - це дуже багато. У таких порівняно розумних тварин, як мавпа і дельфін - по 6-8 мільярдів нервових клітин. Справжній рекордсмен - це слон; в його мозку 250 млрд нейронів.
Чому слон не пише музику і не літає в космос, якщо у нього так багато нервових клітин? Справа в тому, що у слона майже всі нейрони розміщені в мозочку. Слон - дуже велика тварина, йому потрібно координувати величезна кількість м'язів, щоб рухатися. Мозочок якраз відповідає за координацію рухів.
Як вчені вважають кількість нервових клітин?
Сюзанна брала мертвий мозок і збивала його в блендері, поки не отримувала щось на зразок смузі. Ядра клітин досить міцні, тому вони не постраждали від механічного впливу лез. Вимірявши кількість нервових клітин на одиницю об'єму мозкового смузі, Сюзанна змогла порахувати приблизну кількість нейронів в мозку людини, слона або дельфіна.
Джонс - наркозалежний колишній військовий дельфін з фільму «Джонні Мнемоник». Розвинений інтелект цього дельфіна дозволяв тварині зламувати системи безпеки противника.
Як ми бачимо те, що ми бачимо?
Наші очі - справжнє природне диво. Світло фокусується і потрапляє на дно очного яблука, на якому розташовуються приблизно 120 мільйонів світлочутливих «колб». Нервові клітини збуджуються і відправляють по нервовому каналу електричний розряд, який потрапляє в задню частину мозку. Але ці розряди не несуть в собі ніяких зображень, як в комп'ютері. Після того, як відділ мозку отримує електричний розряд від «колб», відбувається реконструкція зображення.
Це може бути цікаво:
Як ми інтерпретуємо зображення?
На підставі минулого досвіду. Тут є небезпека, що ми можемо бути обдуреними в тому, наскільки відповідають наші внутрішні психічні образи реальним.
Що таке червоний колір? Звідки ми взагалі знаємо, що червоний - це червоний, а зелений - це зелений? Колір є результатом суспільного договору. Більшість людей вважають так.
Наша внутрішня психічна модель образу залежить від громадської думки.
Протягом усього життя ми вибудовуємо модель оточуючого нас світу. Ця модель неймовірно складна. У ній ми враховуємо навіть фізичні закони, інакше ми б не могли передбачити самим собі, як полетить м'яч, наприклад. Ми підганяємо реальність під нашу індивідуальну модель світу, і картина світу в мозку добудовується постійно.
Кадр з фільму «Матриця». Світ «Матриці» є нейроінтерактівной моделлю Землі кінця XX століття. Можна сказати, що принципи моделювання навколишнього світу мозком людини перейшли і в Матрицю.
Наш мозок відчуває потребу в добудові цієї моделі. Це бажання спонукає нас вивчати світ навколо. Наша ментальна модель безпосередньо залежить від досвіду.
Який у нас обсяг пам'яті?
У мозку є синапси - контакти між нервовими клітинами. Ці контакти виступають в ролі елементів пам'яті. Пам'ять кодується в конфігурації зв'язків між цими синапсами.
Сам по собі синапс не надто швидкісний. Час його відгуку складає 0,1 секунди, що вкрай довго в порівнянні з обчислювальними можливостями сучасних комп'ютерів. Щоб підвищити свою швидкість роботи, синапси діють спільно. Таке мережеве розподіл значно підвищує швидкість роботи мозку.
Читайте також :
На сьогоднішній день розкриття таємниці кодування інформації в мозку - найбільш фінансована частина досліджень нейронауки. Щоб дізнатися це, вчені займаються моделюванням мозку і його роботи - спеціальними рентгенівськими ножами вони розрізають мозок на найтонші платівки, які потім скануються і «картографують».
Мережі синапсів володіють величезним об'ємом пам'яті. Кожен з мільярдів синапсів має 26 станів. Чи не два, як у традиційного транзистора в сучасних комп'ютерах, а 26.
Мозок - це не обчислювальна, а просторово-розподілена система.
Які ресурси мозку?
На сьогоднішній день неврологічні захворювання стали більш летальними, ніж серцево-судинні захворювання і навіть онкологія. Можна зробити висновок, що наш мозок «уперся в стелю» і вичерпує свої ресурси. Щоб розвантажити наші голови, ми розвиваємо штучний інтелект і системи автоматизації обчислювальних модулів.
Зараз ні в одному куточку світу немає справжнього штучного інтелекту. По суті все, що ми маємо зараз - лише еволюція калькуляторів. Ми не знаємо, що назвати штучним інтелектом, тому що не знаємо, який процес назвати інтелектуальним, а який - обчислювальним.
Хто такий Homo augumenticus?
Олександр Каплан вважає, що майбутнє - за технологіями, які використовують різну периферію для розширення можливостей мозку з управління технікою. Наприклад, Ілон Маск (CEO Tesla і засновник компанії Space X) створив компанію «Neuralink». Маск розуміє, що для розширення можливостей мозку потрібен інтерфейс між мозком і технічної «надбудовою». Кампанія «Neuralink» покликана розробляти такі інтерфейси.
Кадр з фільму «Матриця»