Занимательная биология

На этот раз ради науки мучали обезьяну. У нее тоже раздвоили мозг, перерезав мозолистое тело, и стали дрессировать. Только задача здесь была посложнее. Сначала ее научили различать круг и крест. Потом, когда показывали крест, она должна была тянуть за шершавый рычаг, а увидев круг — за гладкий. Вся сложность-то вот в чем: экспериментаторы сделали так, что обезьяна могла тянуть за рычаг только той рукой, которая управлялась полушарием, не получавшим зрительной информации.

Фигуры «распознавало» одно полушарие, а рычаги — другое. Прямая связь между ними была нарушена, склад зрительных следов не сообщался со «складом» осязательным (через мозолистое тело коры). И все-таки животное справлялось с задачей: каждый раз тянуло за нужный рычаг. Роль координатора памяти выполнял, вероятно, ствол.

Итак, специального центра памяти, кажется, нет. По крайней мере его до сих пор не нашли. Полагают, что следы прошлых событий хранятся в разных отделах мозга: более простые — в стволе, более сложные — в коре. Вполне возможно, что зрительные впечатления записывают оптические центры коры, звуковые — слуховые и так далее.

По-видимому, в мозгу существуют и какие-то механизмы, которые обеспечивают временную синхронизацию зрительных, слуховых и других воспоминаний.

Сколько битов в мозгу?

Открытие феномена Пенфилда и известные науке случаи исключительной памяти ^[47], видимо, доказывают, что все впечатления, которые мы получаем, полностью сохраняются в нашей памяти. (Хотя сознание обычно имеет дело лишь с небольшой их частью.)

Какова же тогда информационная емкость запоминающего устройства мозга?

И поскольку сейчас нам потребуется терминология теории информации, придется совершить экскурс в самые начальные ее пределы.

В последние годы работу мозга все чаще сравнивают с работой электронно-вычислительных машин. О машинах таких вы знаете. Они играют в шашки, решают сложные шахматные и другие логические задачи. Чтобы решить задачу, нужно, как известно, уяснить себе ее условия. Поэтому, прежде чем ввести в машину эти условия, их кодируют, то есть переводят в условную, «понятную» машине форму — код. Чаще всего пользуются двоичным кодом, то есть при решении, например, логической задачи у машины два выбора: «верно — неверно», «да — нет».

Электронно-вычислительная машина в идеальном варианте состоит из колоссального числа двухпозиционных переключателей. Они соединены друг с другом в определенном порядке. И схему их соединения определяет тот тип задач, которые ей под силу. Двухпозиционный переключатель, как это и следует из названия, срабатывает только в двух направлениях. Или он, переработав определенным образом, пропускает электрический импульс к следующему переключателю (это равнозначно решению «верно», «да»), или не пропускает, если тот не «подходит» для него («неверно», «нет»). Не получивший визы на вход импульс бежит к другому переключателю и так в лабиринте схем отыскивает верный путь.

Значит, по существу, сложную логическую задачу машина разбивает на множество элементарных действий, при решении которых однозначного ответа «да» или «нет» достаточно, чтобы продолжить поиск решения в нужном направлении. Ведь и мы поступаем так же, решая сложную математическую задачу.

Полагают, что на подобном принципе основана и работа мозга. А роль двухпозиционных переключателей в нем играют нейроны. Одни сигналы, на которые настроены, они пропускают, другие «запирают» или пускают в обход, образуя новые логические цепи.

Ежесекундно мозг наш получает сверхогромную информацию о событиях, происходящих внутри и вне организма. Причем вся эта информация, какого бы рода она ни была, боль ли это в желудке или сообщение о запуске ракеты на Луну, передается в мозг в одной и той же форме: в виде электрических импульсов.

Мы уже знаем, как этот поток информации закодирован.

Помните: «сила» и продолжительность каждого импульса одинаковы, а частота, с какой они пробегают по нерву, и число их в «залпе» разные. Значит, в каждую секунду нерв передает импульс или не передает, то есть, по существу, работает по двоичному коду: «есть импульс — нет импульса». Такой код дает возможность ввести в мозг чудовищное количество самой разнородной информации.

Объем информации, которую может «переработать» какое-нибудь счетное устройство, или, как говорят кибернетики, информационную емкость его, выражают в битах. Один бит равен количеству двоичных единиц, или двухпозиционных переключений (типа «да — нет») в секунду.

Так, если нервное волокно способно передать 100 импульсов в секунду, это значит, что в секунду оно передает 100 двоичных единиц информации (100 импульсов и 100 пауз). Пользуясь терминологией кибернетиков, мы сказали бы, что это нервное волокно способно передать 100 битов информации в секунду, или иначе: информационная емкость его равна 100 битам.

Вот теперь мы можем вернуться к вопросу, поставленному несколькими страницами раньше. Если мозг наш полностью сохраняет впечатления, какова же тогда информационная емкость его запоминающего устройства?