Models of the Mind

Numenta - небольшая технологическая компания, базирующаяся в Редвуд-Сити, штат Калифорния. Она была основана Джеффом Хокинсом, предпринимателем, который ранее основал две компании, выпускавшие предшественников современных смартфонов. Numenta, с другой стороны, производит программное обеспечение. Компания разрабатывает алгоритмы обработки данных, помогающие биржевым брокерам, дистрибьюторам энергии, IT-компаниям и т. п. выявлять и отслеживать закономерности в потоках поступающих данных. Однако главная цель Numenta - реинжиниринг мозга.

Даже сделав блестящую карьеру в сфере технологий, Хокинс всегда интересовался мозгом. Несмотря на то что сам он так и не получил степень в этой области, в 2002 году он основал Redwood Neuroscience Institute. Впоследствии этот институт стал частью Калифорнийского университета в Беркли, а Хокинс в 2005 году перешел в компанию Numenta. Работа Numenta основана в основном на идеях, изложенных в книге 2004 года "Об интеллекте", написанной Хокинсом в соавторстве с Сандрой Блейксли. В книге кратко изложена теория Хокинса о том, как неокортекс - тонкий слой мозговой ткани, покрывающий поверхность мозга млекопитающих, - работает для создания ощущений, познания, обучения, движения и многого другого. Это набор идей, который теперь проходит под названием "Теория интеллекта тысячи мозгов".

В центре теории тысячи мозгов находится часть нейроархитектуры, известная как кортикальная колонка. Кортикальные колонки - это небольшие участки клеток, меньше кончика карандаша в диаметре и примерно в четыре раза больше в длину. Они названы так потому, что образуют цилиндры, идущие от верхней части неокортекса к нижней, подобно множеству параллельных нитей спагетти. Если посмотреть на колонку в продольном направлении, она напоминает листы осадка: нейроны разделены на шесть хорошо различимых слоев. Нейроны в разных слоях взаимодействуют друг с другом, посылая связи вверх или вниз. Как правило, все нейроны в колонке выполняют одну и ту же функцию: например, они могут одинаково реагировать на сенсорный сигнал. Однако разные слои, по-видимому, служат разным целям: некоторые слои, например, получают входные сигналы из других областей мозга, а другие посылают выходные сигналы.

Вернон Маунткасл, специалист по сенсорной нейронауке, который впервые выделил эти колонки в середине XX века, считал, что они представляют собой фундаментальную анатомическую единицу мозга. Хотя это противоречило догмам того времени, Маунткэсл видел потенциал в идее единой повторяющейся единицы, которая покрывает весь неокортекс, - единой единицы, способной обрабатывать все разнообразие информации, получаемой корой головного мозга. Хокинс с этим согласен. В своей книге он называет работу Маунткэсла "Розеттским камнем нейронауки", потому что это "единая идея, которая объединила все разнообразные и удивительные возможности человеческого разума

Чтобы понять, чем, по мнению Хокинса, занимаются эти мини-процессоры, нужно рассмотреть и время, и пространство. Если принять тот факт, что разумные машины будут работать по принципам неокортекса, - сказал Хокинс в интервью 2014 года, - то "время - это все". Входы в мозг постоянно меняются, и это делает статичную модель работы мозга крайне неполной. Более того, результаты работы мозга - поведение, производимое телом, - распространяются как в пространстве, так и во времени. По мнению Хокинса, активное перемещение тела в пространстве и получение в ответ динамичных потоков сенсорных данных помогает мозгу глубоко понять мир.

Неврологи знают немного о том, как животные перемещаются по миру. Это во многом связано с типом нейронов, называемых "клетками сетки" (см. рис. 26).3 Клетки сетки - это нейроны, которые активны, когда животное находится в определенных местах. Представьте себе мышь, бегущую по открытому полю. Одна из ее решетчатых клеток будет активна, когда мышь окажется прямо в центре поля. Эта же клетка будет активна, когда мышь переместится на несколько длин тела к северу от центра, а затем снова на несколько длин к северу от него. Та же картина активности будет наблюдаться, если мышь переместится на 60 градусов к западу от севера. В самом деле, если составить карту всех мест, где активна эта клетка, то она будет представлять собой горошек по всему полю . Все эти точки будут равномерно распределены по вершинам треугольной сетки (отсюда и название). Различные ячейки сетки различаются по размеру и ориентации этой сетки, но все они имеют одну общую особенность.

 

Рисунок 26