Du har begynt å lese artikkelen. Dette er ikke en prosess som vanligvis anses for tidkrevende, men tenk bare: hjernen din klarer å bruke ekstremt kompliserte mekanismer i den enkle saken om å dechiffrere symboler og tekst, utilgjengelig for den kraftigste moderne datateknologien, og bruker minst mulig energi. Vår egen "karboncomputer" bruker bare 20 watt, mens den kinesiske superbilen Tianhe-2, den raskeste i skrivende stund, ikke er mindre enn 17,6 millioner watt (17,6 MW). Tallene er selvfølgelig imponerende, men er det i prinsippet mulig å sammenligne disse prosessene. Er de like i natur? Hvorfor er noe som er lett for hjernen (for eksempel mønstergjenkjenning) vanskelig for en datamaskin og omvendt?
La oss gå tilbake til tittelen. Fra et sett med bokstaver (trær, som holder seg til vår metafor), ble betydningen av uttrykket i sin helhet trukket ut uten vanskeligheter og midlertidig problem - skogen. Hvis vi tar hensyn til den kulturelle konteksten (kunnskap om ordtak), kan vi konkludere med at ganske raskt en visuell stimulans i form av lysbølger i forskjellige lengder for hjernen vår, ble til en hel skogspark.
Å lese og forstå tekst fra et nevrofysiologisk synspunkt er en ikke-triviell prosess. La oss starte med å gjenkjenne enkeltpersoner: bokstavene er forståelige, selv om de er skrevet i gotisk stil. Når unødvendige krøller er stablet opp på en kjent grafisk ramme, er det ingen stor forvirring, og et stort antall tegningsmetoder slører grensene for kanonikken i selve omrisset, som oppfattes blant annet takket være kontekst og forventninger. Legens håndskrift, som har utviklet seg fra kalligrafi til abstrakt kunst, vil være forståelig for kollegene.
Og gjenkjennelsesforstyrrelser uten forstyrrelser på nivået av sanseorganene kalles "agnosias", de vil bli diskutert nedenfor.
La oss snakke litt om neuroanatomi. Våre sensasjoner og bevegelser, som sammen danner grunnlaget for den nevropsykiatriske organisasjonen, har en sammensatt hierarkisk struktur, ikke bare i sentralnervesystemet, det vil si hjernen og ryggmargen, men også på det siste, kortikale nivået. Hjernebarken er delt inn i fremre og bakre seksjoner. De førstnevnte (frontal) er ansvarlige for å utarbeide et oppførselsprogram, individuelle handlinger og motoriske handlinger, og det siste kan kalles agenter for persepsjon og gnose. La oss prøve å finne ut hvordan kartet til dette "byrået" ser ut.
Det er kjent at vi mottar informasjon om verden rundt oss fra fem sanser: syn, hørsel, berøring, lukt, smak og strukturer som sikrer dens overføring fra hver av dem kalles "analysatorer". Det er også fem av dem. Signaler fra dem, med unntak av luktesansen (denne følelsen skiller seg litt fra hverandre og har direkte forbindelser med de eldste delene av hjernen vår), blir sendt til klyngene med bytteceller i diencephalon (I? Thalamus eller genikulerte kropper) og bare deretter inn i cortex. Det er her bildet oppstår, det vil si at den faktiske bevisstheten finner sted.
Som en søkelys på skjermen vises noe fra den underliggende kjernen med en repetisjon av organisasjonen. Den inneholder for eksempel celler som mottok informasjon om berøring av høyre hånd, og ved siden av dem - de som svarer på berøring av høyre underarm. I den primære cortex eksisterer også lignende “sensorer” (og i samme proporsjoner). Denne strukturen er ansvarlig for individuelle enkle sensasjoner: en glatt overflate, runde konturer, rød farge, noe av en uregelmessig form beveger seg til venstre, og en periodisk høy og høyfrekvent lyd ble hørt til høyre … Bildet av verden er fraværende her - det omkringliggende universet ser ut til å være et kaos av enhetlig elementær sensasjoner.
For folding av disse enkle detaljene og dannelsen av en mer kompleks oppfatning, brukes de sekundære feltene i cortex, som ligger i tilknytning til de primære, og i motsetning til dem, er ikke delt inn i kroppens soner og har ingen klare grenser. De oppsummerer: den røde og runde ble en tomat, og den intermitterende lyden ble den irriterende pipingen til mikrobølgeovnen.
Salgsfremmende video:
Men disse bildene kan ennå ikke kalles anerkjennelse i ordets virkelige forstand. Den endelige integrasjonen av sensasjoner, direkte gnose, dannelse av ideer om rom, tid, forskjellige kontekster og gjenstandens plass i dem er funksjonen til den tertiære cortex, som for de bakre delene av hjernen ligger hovedsakelig i området for krysset av parietal, temporal og occipital lobes i halvkule. De dannede bildene samsvarer med den allerede tilgjengelige informasjonen om verden, forventninger, språklig kompetanse. Plassering av mottatte signaler i en ramme fra minne, prognoser, kunnskap, vi får et fullstendig bilde eller gestalt. Aktiv fullføring av byggingen spiller en stor rolle her. Ja, ja, vi er partiske på det nevrofysiologiske nivået. Det finnes til og med den såkalte kohorthypotesen, i henhold til hvilken stimuli-settet analyseres så dypt og fullt ut som nødvendig,for å aktivere forventet informasjon, og ikke noe mer.
Hva med det faktum at gestaltet som er bygd av hjernen noen ganger viser seg å være grunnleggende forskjellig med lignende fysiske egenskaper ved inngangsdataene? Hvorfor er det ene settet med lyder - musikk og det andre - kakofoni, selv om de er veldig nærme i bølgefrekvensegenskaper? Hvordan bestemmes dette på fysiologisk nivå? Men det er hjerneskader der øret for musikk i gnostisk forstand av ordet forsvinner: for en så dårlig fyr blir melodien til et sett med lyder, noen ganger ekstremt ubehagelige, og dette til tross for at selve evnen til å oppfatte lyder ikke går tapt! Hvordan hjernen, som mottar elektriske signaler fra celler som bare tar opp akustiske vibrasjoner, raskt kan skille ikke-talestøy fra tale,bære informasjon i symbolsk form? Hvorfor kunne smaken av Madeleine-kaker fremkalle hele spekteret av glemte barndomsfølelser i hovedpersonen til M. Prousts syklus av romaner "In Search of Lost Time"? Det ser ut til at dessertmolekylene rett og slett stimulerte smak- og luktreseptorer, men i hjernen, i veldig stor skala, i sin helhet, ble et lenge glemt mønster gjengitt, en tegning av lysene til millioner av spente nevroner, som i denne konfigurasjonen en gang brant og nå returnerte den søte aromaen fra barndommen …som i denne konfigurasjonen en gang brant og nå returnerte den søte duften fra barndommen.som i denne konfigurasjonen en gang brant og nå returnerte den søte duften fra barndommen.
Det er ikke noe klart avgrenset område som er ansvarlig for forekomsten av gestalt i hjernen. Tilnærmingen som antyder tilstedeværelsen av slike soner kalles "lokalisering", og den blir mindre populær. Han blir motarbeidet av den holistiske teorien, ifølge hvilken de høyere funksjonene er fordelt over hele hjernen, men også dette er en saga blott. Moderne vitenskap prøver å "forene" disse synspunktene.
I sin bok "Refraksjon" snakker Lotto om hvorfor vi ikke oppfatter virkeligheten som den er, og hvordan dette kan føre til utvikling av kreativitet og hjelper til med å se på arbeid, kjærlighet, lek, forhold til pårørende og andre viktige ting hendelser i livet vårt.
For eksempel er bildet av en sitron både utseende (sekundær visuell cortex) og smak (med sitt kortikale territorium), og berøring, så vel som et ord, det vil si lyd, en måte å uttale på, brukskontekster, minner fra hvordan en mor pleide å gjøre limonade … De "underavdelingene" hvis nevroner skal være involvert i dannelsen av et så vanlig bilde kan telles i det uendelige.
I vitenskapelige termer danner et ensemble av nevroner et dynamisk mønster av nevrale nettverksaktiviteter. Hvorfor dynamisk? Fordi det ikke er dannet en gang for alle, endrer det seg når du får erfaring, noen forbindelser svekkes, andre styrkes, og selvfølgelig dukker det opp nye. Reproduserbarheten av dette mønsteret, det vil si evnen til alle, eller rettere sagt, de fleste av medlemmene i ensemblet til å aktivere, ligger i hjertet av minnet. Følgelig er dynamikken som vi snakket om en nødvendig betingelse for læring i ordets brede forstand, læring som tilpasning.
Når et ensemble av et visst sett med nevroner var spent, ble forbindelsene deres fra slik leddaktivitet styrket, og sannsynligheten for at den påfølgende eksitasjonen av en ville aktivere en viss prosentandel av andre medlemmer av denne gruppen, etter å ha fått elektrisk støtte fra ham, økte noe. Jo mer det var ledbruning, jo, etter Hebbs regel, jo sterkere er denne gestalt ("celler som skyter sammen, ledning sammen"). Problemet er at en nevron kan inngå i et utall ensembler, som dessuten erstatter hverandre i hjernen hvert brøkdel av et sekund. Deres eksakte repetisjon er ekstremt usannsynlig, derfor bestemmer volumet av all livserfaring statistisk vår oppfatning og forståelse av verden.
Se på ansiktene til dine kjære. Hva kreves for ikke å forveksle dem med noen? Ved første øyekast er spørsmålet rart. Her er min mor, jeg kjenner meg igjen i henne, selv om hun endrer hårfarge, frisyre, går ned i vekt eller går opp i vekt, fornyer garderoben fullstendig, maler ansiktet til Halloween til slutt. Mest sannsynlig overrasker dette deg ikke for mye, men tro meg: fra informasjonssystemers synspunkt er den beskrevne situasjonen ikke engang triviell. La oss si at vennen din ikke har iøynefallende ansiktsegenskaper som et stygt arr, en kløfteleppe eller en bart i stilen til Salvador Dali, det er ingenting som vil gjøre at hjernen umiddelbart og nøyaktig plasserer det den så i mappen Petya Bublikov. Hvordan algoritmisere en øyeblikkelig gjenkjennelse av en person hvis vi ser på hjernen som en stor datamaskin?
Problemet med agnosia avsløres strålende i arbeidet med den berømte nevrologen og popularisereren av medisinen Oliver Sachs "The Man Who Mistook His Wife for a Hat." Hovedpersonen, en talentfull musiker, professor, ifølge observasjonene fra sine pårørende, begynte å ha "synsproblemer". Profeten hadde faktisk ikke øyesykdommer, og helt fantastisk anerkjennelse av vanlige, hverdagsgjenstander og ansiktene til nære mennesker var et resultat av visuell agnosia.
For øvrig er slike isolerte lidelser ikke vanlige i praksis hos en nevrolog og absolutt ikke så uttalt. Vanligvis forstyrrer disse lidelsene å gjenkjenne "støyende", krysset gjentatte ganger ut bilder i spesielle tester, men ingen tar en kone for en garderobevare. I tillegg er den patologiske prosessen i hjernen som regel ikke så selektiv, og den destruktive effekten strekker seg til en rekke høyere mentale funksjoner, derfor blir agnosier hos pasienten blandet med mange andre lidelser, og det blir en umulig oppgave å skille den ene fra den andre.
Så professorens sak er fascinerende, og hans oppførsel med et høyt nivå av intelligens og kultur forårsaker ekte forvirring. Han gransker hansken og gjør et skummelt forsøk på å definere denne garderobeartiklen som "opprullet overflate med fem lommer." Ja, det er vanskelig å gjenkjenne henne ved en slik beskrivelse, men dessverre har professoren bare visuelle abstraksjoner. Han tar foten for en sko - tilsynelatende, med oppmerksomhet på omrissene og tenke ut resten logisk, kjenner han ikke igjen sitt eget ansikt og bror på bildet, men det var ingen problemer med bildet av Einstein, fordi det rampete skuddet med tungen ut ble praktisk talt et meme. Til slutt tok han feilen med sin kone etter en hatt, og listen over heltenes eksentrisiteter slutter ikke der.
Sachs bok kan virke skummel eller tvert imot morsom, men spørsmålet er fortsatt ekstremt interessant, hva er professorens verden tross alt? Hvordan ser han ut? Og er ordet “se ut som” bra i denne sammenhengen? Fakta er at det visuelle rommet til helten, som falt fra hverandre i separate fragmenter, som sluttet å forene seg til meningsfulle bilder og ble til en klynge av abstraksjoner, var mettet med musikk.
Hvis en person sto bak et transportbånd hver dag, så kom han hjem, la seg på sofaen, så på TV og gjorde dette hele livet, det vil si "gikk langs markerte linjer" og kompenserte ikke for denne "underutnyttelse" av hjernen, da vil han ikke i alderdommen føle bare problemer med hukommelse og andre intellektuelle problemer, men mest sannsynlig fysiske problemer.
Helten så ut til å leve i verden tegnet av Picasso, hvor det mellom ødelagte linjer, former og flekker av farger ikke er noen måte å fange essensen av det som skjer og samhandle med disse abstraksjonene.
Det beskrevne problemet inneholder mye dypere lag enn de "banale" vanskeligheter med gjenkjennelse og dannelse av et "bilde". Det er direkte relatert til slike spørsmål som fenomenet subjektiv virkelighet som oppstår fra et sett med forskjellige signaler, opplevelsen av erfaring og hukommelse som muligheten for delvis eller fullstendig reproduksjon. Hva er hensikten med slike kognitive konstruksjoner, som går langt utover det nødvendige "oppfatte og reagere"? Hva er den evolusjonære betydningen av vårt mentale liv, hvis det som en atferdsrespons er overflødig, siden det ikke sikrer vår overlevelse? Og hvor riktig er sammenligningen av hjernen med en datamaskin i lys av alt som er sagt?
Som vi allerede har sagt, det er ting som er enkle for hjernen, men for maskinen med store vanskeligheter: øyeblikkelig behandling av bilder, gestaltoppfatning, rask resonnement som "oppfinnsomhet" og mye mer, som krever mer banal hverdagsinspirasjon enn strenge logiske konstruksjoner.
Selve ideen om kunstig intelligens er basert på antagelsen om at våre kognitive prosesser (og noen forskere utvider dette området til alle mentale reaksjoner) blir behandlet som beregning. Men vi snakker ikke om aritmetikk, men om formelle operasjoner - om alt som i prinsippet kan programmeres. I dag har det blitt klart at dette ikke er helt sant, og AI-forskere blir tvunget til å revurdere datamaskinparadigmet. Hjertentenkende arkitekturer har praktisk talt ingenting med elektronisk databehandling å gjøre, ifølge moderne kognitive forskere som T. V. Chernigovskaya og K. V. Anokhin. Datavitenskapens språk er praktisk som metafor når vi snakker om databehandling, lagring, tilgang, lesing osv. Men selve prinsippet bak datamaskinalgoritmer er helt annerledes. Primært signalanlegg for hjernen,som kognitiv aktivitet begynner - figurativ; symbolsk, må han lære, og for dette trenger han et sosialt miljø. Bildene i hodet vårt blir behandlet raskt, hvordan - det er ennå ikke klart; Alt i likhet tar en datamaskin mer tid å gjøre dette, men den klarer å analysere dem med omtrent samme hastighet som hjernen, bare fordi prosessoren er en million ganger kraftigere.
Det er mer og mer snakk om behovet for en ny teori. For eksempel blir det forsøkt å forklare bevissthet ved kvanteomvik, og det blir til og med foreslått å gå over til kvantekognitiv vitenskap, noe som vil bidra til å overvinne problemet med å redusere obskure fenomener av bevissthet til fysiologiske prosesser.
Qualia, det latinske uttrykket for subjektiv opplevelse i all sin mangfoldighet, er ikke en kopi eller en sum av fysiske signaler som kommer gjennom analysatorene våre. Hjernen bygger den uavhengig, og danner subjektive bilder som er unike for hvert individ. To globale spørsmål om dagens nevrovitenskap: "Hvordan oppstår kvaliteter?" og "Hva er det for?" - så langt forblir ubesvart. Objektiv forskning i dette tilfellet er ekstremt vanskelig, vi kan bare bedømme kvaliteten til en annen, og da bare gjennom vårt brytningsmedium.
“Hvis du sitter fast i et nettbrett / telefon - og det hver dag, ikke forvent at hjernen din takker deg. Hvis en person sovner med et vanskelig spørsmål i hodet og ikke vet hvordan han skal løse det, neste morgen får han svar. Hjernen liker ikke fett og kjøtt.
Den anerkjente nevrovitenskapsmannen Joseph Bogen, forsøkte å definere bevissthet, fant en god analogi. Ifølge forskeren er det "som vinden: det er umulig å se og fange den, men resultatene av dens aktivitet er åpenbare - å bøye trær, bølger eller til og med en tsunami."
Oppsummer. Vi er de glade eierne av noe vi trenger, men så høyt verdsatt og hyllet av kunstnere og lyrikere, en bevisst opplevelse eller indre verden, som ikke er tydelig hvorfor. Innholdet er av betydelig interesse, men opphavet til dette fenomenet er mye mer spennende. Overraskende nevrologiske lidelser, som agnosier, bringer oss bare nærmere å svare på spørsmålet om hva som er indre virkelighet. De enorme fremskrittene innen kunstig intelligens og maskinlæring har ikke ført til at det virkelig oppfattes noe. Det gapet mellom en enkel menneskelig sensasjon og et ufølsomt nevralt nettverk, til og med i stand til å føre sentimental eller annen "for menneskelig" samtale, virker uoverkommelig. Vil vi noen gang kunne erkjenne sin egen struktur gjennom prisme av subjektiv virkelighet (og vi har ingen annen måte)? En eller annen måte, ved å forstå rekke problemer og problemer som nevrovitenskap står overfor, skjerper vi bare vår egen oppfatning og beriker vår personlige opplevelse, får oss til å lure på enkle ting, forstå oss selv på en ny måte, og muligens andre.
