Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге

Когда мы на что-то смотрим, нервные процессы в глазу по сути не отличаются от процессов при рефлексе моргания, только они гораздо сложнее. Клетки фоторецепторов сетчатки воспринимают свет и с помощью сети нейронов сетчатки преобразуют его в электрические сигналы, которые по зрительному нерву передаются в мозг. В сетчатке возбуждаются или тормозятся несколько слоев нейронов, в зависимости от последовательности входящих сигналов и правил, которые использует каждый нейрон для преобразования входящих сигналов в исходящие. Эти исходящие сигналы, передаваемые посредством аксонов и синапсов, в свою очередь, становятся входящими для областей мозга, в которых активность нейронов управляет восприятием визуальной картины и реакцией на нее. Если применить аналогичную технологию искусственных нейронов к этой гораздо более сложной сети, результат будет тем же. Замена биологических нейронов искусственными аналогами никак не изменит восприятие данной визуальной картины. Паттерны активности и исходящие сигналы будут такими же, даже если процессы, вызывающие возбуждение искусственных нейронов, абсолютно не похожи на процессы в биологических нейронах.

Теперь представим, что наша технология не столь совершенна. Мы умеем создавать искусственные нейроны, но не можем сделать их достаточно маленькими, чтобы поместить в мозг. Вместо этого мы можем изготовить устройства, которые воспринимают нейромедиаторы (из настоящих нейронов или искусственных) и могут сами вырабатывать нейромедиаторы для соседей, биологических или искусственных. Допустим, правила преобразования определенного набора входящих сигналов в соответствующий набор исходящих не могут выполняться в этом физическом устройстве. Тогда такое преобразование должно осуществляться компьютером, а сигналы между компьютером и имплантированными устройствами будут передаваться посредством двусторонней беспроводной связи — наподобие усовершенствованного интерфейса Bluetooth. Мысленный эксперимент показывает, что даже при такой удаленной обработке информации поток данных по цепи нейронов может быть тем же самым. Каждый искусственный нейрон будет активироваться такими же последовательностями входящих импульсов, что и настоящие нейроны[493].

Таким образом, если мы сможем заменить каждый нейрон мозга искусственным устройством, которое будет выполнять тот же набор правил с той же скоростью, то нет никаких оснований считать, что поведение человека с таким мозгом или его сознание будут другими. Более того, любое физическое вычислительное устройство может быть реализовано в виде компьютерной программы. Это означает, что в конце концов у нас появится возможность поставить величайший эксперимент — превратить все наши знания о мозге в компьютерную программу, обладающую разумом. Правда, для этого потребуется не только мозг. Азиф Газанфар в своем эссе в этой книге напоминает, что для получения множества разнообразных входящих сигналов мозгу необходимо тело.

Вернемся из мира мысленных экспериментов в реальный мир. Нейробиологи уже создают компьютерные симуляции разных частей мозга. Они пишут программы, реализующие правила ввода-вывода настоящих нейронов. Эти программы постепенно загружаются в память компьютера. Для симуляции всего мозга требуется множество таких программ, каждая из которых скопирует работу определенного типа нейронов. Связь реализуется хранением в той же области памяти перечня нейронов, с которыми связан конкретный нейрон. Таким образом, каждый раз, когда искусственный нейрон генерирует исходящий сигнал, область памяти, хранящая перечень следующих нейронов цепи, информирует их об этом, и их активность меняется. Подобные симуляции могут быть чрезвычайно полезны для нейробиологов. Они позволяют выявить пробелы в наших знаниях, если работают неправильно, а при правильной работе помогают понять, как все устроено, и спланировать новые эксперименты. Тем самым эксперименты способствуют усовершенствованию симуляций, а симуляции помогают выстраивать эксперименты и интерпретировать их результаты.

Вероятно, до создания искусственного разума еще далеко. Помимо технических, предстоит решить еще и этические проблемы: как относиться к этому порождению человеческого гения. Но в отличие от квантовой гравитации или полетов к другим галактикам, на этом пути нет теоретических барьеров.

Заключение Дэвид Линден

Я НАЧАЛ РАБОТУ НАД ЭТОЙ КНИГОЙ с простого вопроса, который задал тридцати девяти нейробиологам: «Что бы вы больше всего хотели рассказать людям о работе мозга?» Ответы отражают профессиональные интересы и индивидуальные склонности каждого из них. Конечно, если бы я выбрал тридцать девять других ученых, книга получилась бы иной. Но несмотря на то, что этот сборник по определению не может быть исчерпывающим, я убежден, что в нем рассматривается ряд наиболее важных вопросов, касающихся работы нервной системы.