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

Существует растущий интерес к использованию данных всего мозга для изучения того, как нейроны реагируют на популяционном уровне, и корреляции этих сложных реакций с богатым поведенческим репертуаром, демонстрируемым даже простейшими животными. Например, личинка данио-рерио чередует два поведенческих состояния, либо ограничивая свое движение и охотясь в строго определенном месте, либо перемещаясь в поисках пищи и подавляя охотничий инстинкт. Исследователи обнаружили небольшое количество клеток в мозге, «кодирующих» охоту; их активность, видимо, отражает мотивационное состояние данио-рериро. Манипулирование такими сетями позволит понять связь между сетевой активностью, поведением и мотивацией. Возможно, мы даже вернемся к идеям Мак-Каллока и Питтса относительно имманентной логики организации нервной системы. Когда эта книга готовилась к печати, появилась статья, описывающая отдельные нейроны в человеческом мозге, которые вычисляют функцию исключающего «ИЛИ»[386], то есть реагируют, если клетка получает два различающихся сигнала. Ранее считалось, что данная функция является свойством нейронных сетей, причем отдельные нейроны способны вычислять только «И» или обычное «ИЛИ». Следующая задача будет состоять в том, чтобы исследовать, как эта удивительно богатая активность отдельных клеток влияет на функцию сети в целом [50]. Небольшие изменения активности отдельных нейронов в первичной зрительной коре мыши могут оказывать волнообразное влияние на активность близлежащих клеток [51].

Не все согласны с изучением мозговой деятельности на уровне отдельных клеток. Многие исследователи, работающие с мозгом млекопитающих, разделяют точку зрения Дэвида Робинсона из Университета Джонса Хопкинса, который в 1992 году утверждал, что «попытки объяснить, как любая реальная нейронная сеть работает на клеточной редукционистской основе, тщетны, и нам, возможно, придется довольствоваться попытками понять мозг на более высоких уровнях организации» [52]. Но, несмотря на неспособность понять желудок омара, а также несомненную мощь растущего числа популяционных исследований мозга всех видов, на популяционную активность все же влияют отдельные компоненты. Из-за этой сложности или вопреки ей тайна сознания в конечном счете будет раскрыта способами, о которых я не могу даже догадываться.

Но именно это, на мой взгляд, должно произойти. Есть много альтернативных сценариев, как может развиваться в будущем наше понимание мозга.

Возможно, различные вычислительные проекты окажутся успешными, и теоретики раскроют принципы функционирования мозга всех существ, или коннектомы откроют принципы работы мозга, в настоящее время скрытые от нас. Или теория каким-то образом выйдет из замкнутого круга огромного количества данных визуализации, которые мы генерируем. Или же мы медленно создадим концепцию (или концепции) из ряда отдельных, но удовлетворительных объяснений. Или, сосредоточившись на простых принципах нейронной сети, поймем организацию более высокого уровня. Или на происходящее прольет свет какой-нибудь радикально новый подход, объединяющий физиологию, биохимию и анатомию. Или новые сравнительные эволюционные исследования покажут, что другие животные обладают сознанием, и дадут представление о функционировании нашего мозга. Или модели, разработанные для объяснения простейшего мозга, окажутся масштабируемыми и объяснят и наш тоже. Или сеть пассивного режима работы мозга, обнаруженная у людей, окажется применимой к другим животным и даст ключ к общей функции. Или невообразимая новая технология изменит все наши взгляды, предоставив радикально новую метафору для понимания мозга. Или компьютерные системы приобретут сознание и подарят нам тревожное озарение. Или возникнет новая структура из кибернетики, теории управления, теории сложности и динамических систем, семантики и семиотики. Или мы согласимся, что никакой единой концепции не может существовать, потому что у мозга нет общей логики и есть только адекватные объяснения каждой крошечной части, и нам придется удовлетвориться этим. Или…

Благодарности