Разум: от начала до конца. Новый взгляд на эволюцию сознания от ведущего мыслителя современности

Решение задачи по превращению света и звука в другие физические сигналы, несущие семантическую информацию в бинарный формат битовых строк (этот формат можно измерить мерами Шенноновской информации), превратилось сегодня в развитую технологию, существует множество вариаций аналогово-цифровых конверторов, ADC, преобразующих качественные изменения физических явлений с течением времени (звуковая волна, ударяющая в микрофон, преобразование света в пиксель в цифровой камере, изменения температуры, ускорение, влажность, pH, кровяное давление и тому подобное) в строчки битов или другие коды. Эти устройства аналогичны чувствительным клеткам, которые преобразуют внешние сигналы на передних рубежах нервной системы: палочки и колбочки в глазу, волосяные клетки в ушах, терморецепторы, ноцицепторы (нейроны, отвечающие болью на повреждение или удар), мышечные рецепторы и другие клетки, осуществляющие внутренний мониторинг, снабжающие данными нервную систему, включая вегетативную ее часть. Мозг превращает сигналы не в строки кода, а в последовательности нейронных импульсов, колебания электрического напряжения, передающиеся по нейронным сетям относительно медленно – в миллионы раз медленнее, чем битовые строки в компьютере. В 1943 году (за много лет до создания первого работающего цифрового компьютера) нейробиолог Уоррен Маккаллок и логик Уолтер Питтс[83] предложили способ работы нейронных сетей. Похоже, когда серия импульсов от одного нейрона попадает в другой нейрон, результатом может быть возбуждение (да!) или торможение (нет!). Если бы принимающий нейрон обладал пороговым механизмом, который мог бы суммировать все ответы «да» и вычитать все ответы «нет», а затем формировать собственный сигнал, зависящий от полученного результата, он мог бы создавать собственную логическую функцию (она может выглядеть как «Сетевой шлюз И», или «Сетевой шлюз ИЛИ», или «Сетевой шлюз НЕТ» в простейших случаях). Если же пороговый механизм нейрона мог бы быть повышен или понижен в результате прошлого опыта передачи им импульсов, нейрон мог бы «запомнить» нечто, что изменило бы его локальное поведение. Маккаллок и Питтс доказали, что сеть подобных единиц-нейронов может быть создана и «обучена» выполнять любые логические операции путем задания функций на входе.

Это была вдохновенная идеализация, одно из величайших упрощений всех времен, поскольку взаимодействие настоящих нейронов оказалось устроено намного сложнее, чем у «логических нейронов», придуманных Маккаллоком и Питтсом. Тем не менее они продемонстрировали принципиальную возможность разработки передающей-обучающей-контролирующей сети, созданной из отдельных единиц, выполняющих простые, самые банальные, ключевые действия; то есть понимающего устройства, состоящего из множества отдельных частей невысокой компетентности. С тех пор целью вычислительной нейробиологии стало определение того, какой из бесчисленного множества возможных типов сложных сетей работает в нервной системе. Схема передачи электрических импульсов червя-нематоды C. elegans, в теле которого 302 нейрона 118 видов, уже практически завершена, и стало ясно, как сигнал передается от нейрона к нейрону. Проект «Коннектом человека» поставил задачей создать аналогичную детальную карту десятков миллиардов нейронов в мозгу человека, европейский проект «Человеческий мозг» рассчитывает «воссоздать мозг человека в форме суперкомпьютера», однако эти мегапроекты только недавно начали работу. Мозг совершенно точно не является цифровым компьютером, в котором действует двоичный код, тем не менее он представляет собой нечто вроде вычислительной машины, и я еще расскажу об этом в следующих главах.