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

На данный момент метафора «мозг как компьютер» является самой популярной среди научного сообщества.

В 2015 году робототехник Родни Брукс выбрал вычислительную метафору мозга козлом отпущения для своего эссе в сборнике под названием «Эта идея должна умереть». Менее драматично, но формулируя аналогичные выводы, более двух десятилетий назад историк Райан Йоханссон утверждал, что «бесконечные споры об истинности или ложности такой метафоры, как «мозг – это компьютер», являются пустой тратой времени. Предложенное соотношение образно и приказывает нам что-то делать, а не пытается сказать нам правду» [21]. В том же духе нейробиолог Маттео Карандини признал, что параллели с тем, что считается передовой технологией, вскоре могут показаться причудливыми и устаревшими[379]. Но тем не менее он подчеркнул, что компьютерная метафора имеет некоторую ценность: «Мозг, несомненно, является органом обработки информации, поэтому его можно сравнить с лучшими вычислительными устройствами». Гэри Маркус гораздо активнее защищает данную аналогию:

«Компьютеры – это, в двух словах, систематические архитектуры, которые принимают входные данные, кодируют и манипулируют информацией, а также преобразуют входные данные в выходные. Мозг, насколько мы можем судить, делает то же самое. Настоящий вопрос заключается не в том, является ли мозг информационным процессором как таковым, а скорее в том, как он хранит и кодирует информацию и какие операции выполняет с этой информацией после кодирования» [22].

Маркус продолжал утверждать, что задача нейробиологии состоит в том, чтобы «перепроектировать» мозг, подобно тому, как можно исследовать компьютер, изучая его компоненты и их взаимосвязи, чтобы расшифровать, как он работает. Это предположение существует уже некоторое время.

В 1989 году Крик признал его привлекательность, но чувствовал, что потерпит неудачу из-за сложной и запутанной эволюционной истории мозга – он эффектно утверждал, что это будет похоже на попытку перепроектирования части «инопланетной технологии» [23]. Попытки найти общее объяснение принципов работы мозга, логически вытекающее из его структуры, были бы обречены на провал, утверждал он, потому что отправная точка почти наверняка ошибочна – общей логики нет.

Компьютер часто используется в качестве примера, чтобы показать, как мы, в принципе, можем понять мозг. Эти мысленные эксперименты неизбежно оказываются успешными, побуждая нас следовать данному пути. Но в 2017 году пара нейробиологов решила фактически провести эксперимент на реальном компьютерном чипе, который имел реальную логику и реальные компоненты с четко разработанными функциями. Все пошло не по плану.

Компьютер сейчас является частым примером, чтобы показать, как понять мозг.

Дуэт – Эрик Джонас и Конрад Пол Кердинг – обратился к тем же самым методам, которые обычно использовал для анализа мозга, и применил их к процессору MoS 6507, найденному в компьютерах конца 1970-х – начала 1980-х годов, который позволял этим машинам запускать видеоигры, такие как Donkey Kong, Space Invaders или Pitfall. Во-первых, ученые получили коннектом чипа, отсканировав 3510 транзисторов усилительного режима, содержавшихся в нем, и смоделировав устройство на современном компьютере (включая запуск игровых программ в течение десяти секунд). Затем они использовали весь спектр нейробиологических методов, таких как «повреждение» (удаление транзисторов из модели), анализ «пиковой» активности виртуальных транзисторов и изучение их взаимосвязей, наблюдение за влиянием различных манипуляций на поведение системы, измеряемое ее способностью запускать каждую из игр.

Удаление транзисторов – эквивалент повреждения области мозга – дало некоторые заманчиво четкие результаты. Например, было девяносто восемь транзисторов, каждый из которых, если его удалить самостоятельно, не давал системе загрузить Donkey Kong, но никак не влиял на Space Invaders или Pitfall. Но, как признавали авторы, это не означало, что существует что-то вроде «транзистора Donkey Kong» – такая интерпретация «грубо вводит в заблуждение», сказали они. На самом деле каждый из данных компонентов просто выполнял простую, базовую функцию, которая требовалась для Donkey Kong, но не для двух других игр.