Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Ученые часто приходят в восторг, когда осознают, как с помощью метафоры были сформированы их взгляды, и понимают, что новые аналогии могут изменить то, как они воспринимают свою работу, или даже позволят разработать новые эксперименты. Придумать новые образы непросто – большинство из тех, что использовались в прошлом в отношении мозга, были связаны с развитием технологий. Вполне вероятно, что появление новых и метких метафор для мозга и того, как он функционирует, зависит от будущих технологических прорывов, такого масштаба, как открытие гидравлической энергии, изобретение телефонной станции или компьютера. Правда, нет никаких признаков подобного развития. Несмотря на последние модные словечки из сферы технологий – блокчейн, квантовое превосходство[377] (или квантовое что угодно), нанотехнологии и так далее, – маловероятно, что эти области изменят либо технологии, либо наш взгляд на то, что делает мозг.

Появление интернета и облачных вычислений[378] привело к кратковременной тенденции воспринимать мозг как некую распределенную вычислительную систему. И действительно, недавнее исследование показало, что нейроны не похожи на простые компоненты компьютера. Вместо этого благодаря мириадам дендритных связей, многие из которых включают в себя множество нейромедиаторов и уточняют реакцию клетки, нейроны способны выполнять очень сложные задачи, которые эквивалентны тому, что называется линейно неразделимыми функциями. Каждый дендрит может реагировать на локальную стимуляцию от других нейронов, посылая спайк к телу клетки, но не линейно, а диспропорционально увеличивая частоту спайков. Один из ученых, участвовавших в данном исследовании, британский нейробиолог Марк Хамфрис, уточнил, что таким образом каждая клетка функционирует, как сложный мини-компьютер [17].

Но из этого не следует, что аналогия с облачными технологиями и интернетом нам очень помогает. Одной из ключевых особенностей интернета, встроеннной в его структуру при самых ранних воплощениях, было то, что Всемирная сеть будет продолжать функционировать, даже если некоторые ключевые части системы будут разрушены, например, в результате ядерного удара. Независимо от нашей убежденности в том, что активность распределена по всему мозгу, и несмотря на вполне реальные доказательства нейропластичности, некоторые аспекты функции мозга действительно могут быть решительно нарушены при повреждении определенных областей.

* * *

Признаком, сигнализирующим, что наши метафоры, возможно, теряют объяснительную силу, можно считать широко распространенное предположение, что многое из того, что делают нервные системы – от простых систем, таких как ритмическое измельчение пищи желудком омара, вплоть до появления сознания у людей, – может быть объяснено только как эмерджентные свойства – феномены, которые вы не можете предсказать на основе анализа отдельных компонентов, но которые возникают как системные функции.

Недавнее исследование показало, что нейроны не похожи на простые компоненты компьютера.

В 1981 году Ричард Грегори утверждал, что эмерджентность как способ объяснения функции мозга указывает на проблему с теоретической основой: «Появление эмерджентности вполне может быть признаком того, что необходима более общая (или, по крайней мере, другая) концептуальная схема… Роль хороших теорий состоит в том, чтобы устранить видимость эмерджентности. (Таким образом, объяснения в терминах эмерджентности являются фиктивными)» [18]. При этом упускается из виду тот факт, что существуют различные виды эмерджентности, слабые и сильные. Слабые эмерджентные признаки, такие как движение стаи крошечных рыбок в ответ на появление акулы, могут быть поняты в терминах правил, которые управляют поведением их составных частей. В подобных случаях кажущееся загадочным групповое поведение основано на поведении отдельных животных, каждое из которых реагирует на определенные факторы вроде движения соседа или внешние раздражители, например приближение хищника.