Models of the Mind

Возможно, Лэшли и не поддержал идеи Хебба, но после публикации его книги было проведено бесчисленное множество экспериментов. Морские слизни - слизистые коричневые беспозвоночные длиной в фут, имеющие всего около 20 000 нейронов, - стали объектом пристального изучения в этой области благодаря своей способности к обучению самым простым ассоциациям. Эти слизни без панциря имеют на спине жабры, которые в случае угрозы могут быть быстро втянуты для сохранности. В лабораторных условиях короткий удар электрическим током заставляет жабру втянуться. Если такому удару неоднократно предшествовало безобидное легкое прикосновение, слизень в конце концов начнет втягивать жабру в ответ только на прикосновение, демонстрируя ассоциацию между прикосновением и тем, что ожидается дальше. Это эквивалент того, как морские животные учатся сочетать "wsp" с "niq". В соответствии с теорией обучения Хебба было показано, что эта ассоциация опосредована усилением связей между нейронами, которые представляют прикосновение, и нейронами, которые приводят к реакции жабр. Изменение поведения происходило за счет изменения связей.

Геббианское обучение не только наблюдалось, но и контролировалось. В 1999 году исследователи из Принстона показали, что генетическая модификация белков в клеточной мембране, которые способствуют синаптическим изменениям, может контролировать способность мыши к обучению. Усиление функции этих рецепторов повышает способность мышей запоминать объекты, которые им показывали раньше. Вмешательство в работу этих белков ухудшает эту способность.

В настоящее время наукой установлено, что опыт приводит к активации нейронов и что активация нейронов может изменять связи между ними. Эта история принимается как хотя бы частичный ответ на вопрос об энграмме. Но, как описывает Семон, сама энграмма - это лишь часть истории памяти. Память также требует запоминания. Как такой способ хранения воспоминаний может обеспечить их долгосрочное хранение и запоминание?

* * *

В том, что Джон Дж. Хопфилд стал физиком, нет ничего удивительного. Родившись в 1933 году в семье Джона Хопфилда-старшего, прославившегося в области ультрафиолетовой спектроскопии, и Хелен Хопфилд, изучавшей электромагнитное излучение атмосферы, Хопфилд-младший вырос в семье, где физика была в такой же степени философией, как и наукой. Физика была точкой зрения, согласно которой окружающий нас мир, при наличии усилий, изобретательности и достаточных ресурсов, поддается предсказанию и разумному количественному анализу", - написал Хопфилд в автобиографии. Быть физиком - значит посвятить себя поиску такого рода понимания". И физик - это то, кем он стал.

Хопфилд, высокий и долговязый мужчина с очаровательной улыбкой, получил степень доктора философии в 1958 году в Корнельском университете.дальнейшем он подражал своему отцу, получив стипендию Гуггенхайма, и использовал ее для обучения в Кавендишской лабораториив Кембридже. Но даже к этому времени энтузиазм Хопфилда по отношению к предмету его докторской диссертации - физике конденсированных сред - стал ослабевать. В 1968 году у меня закончились проблемы... для которых мои особые таланты казались полезными", - писал он позже.

Воротами Хопфилда из физики в биологию стал гемоглобин - молекула, которая одновременно выполняла важнейшую биологическую функцию переносчика кислорода в крови и могла быть изучена с помощью многих методов экспериментальной физики того времени. Хопфилд несколько лет работал над структурой гемоглобина в Bell Labs, но свое настоящее призвание в биологии он нашел после того, как в конце 1970-х годов был приглашен на серию семинаров по нейронаукам в Бостоне. Там он столкнулся с разношерстной группой клиницистов и нейробиологов, собравшихся вместе для решения глубокого вопроса о том, как разум возникает из мозга. Хопфилд был очарован.

Однако Хопфилда, как бы он ни был математически мыслящим человеком, огорчал качественный подход к мозгу, который он видел на выставке. Он был обеспокоен тем, что, несмотря на очевидные таланты в биологии, эти исследователи "никогда не смогут решить проблему, потому что решение может быть выражено только на соответствующем математическом языке и в соответствующей структуре". Таким языком владели физики. Поэтому Хопфилд постарался использовать свои навыки физика, даже когда приступил к исследованию памяти. По его мнению, некоторые физики того времени, совершившие скачокв биологию, полностью иммигрировали, переняв вопросы, культуру и лексику своей новой страны. Он хотел твердо сохранить свое гражданство физика.

В 1982 году Хопфилд опубликовал работу "Нейронные сети и физические системы с эмерджентными коллективными вычислительными способностями", в которой изложил описание и результаты работы того, что сейчас известно как сеть Хопфилда. Это была первая работа Хопфилда на эту тему; он только начинал погружаться в область нейронаук, и тем не менее она произвела фурор.

Рисунок 8