Du har börjat läsa artikeln. Detta är inte en process som i allmänhet anses vara alltför besvärlig, men tänk bara: din hjärna lyckas använda extremt komplexa mekanismer i den enkla frågan om att dechiffrera symboler och text, otillgänglig för den mest kraftfulla moderna datortekniken, och spenderar en minsta mängd energi. Vår egen "koldator" förbrukar bara 20 watt, medan Kinas superbil Tianhe-2, den snabbaste i skrivande stund, är inte mindre än 17,6 miljoner watt (17,6 MW). Siffrorna är naturligtvis imponerande, men är det i princip möjligt att jämföra dessa processer. Är de liknande i sin natur? Varför är något som är lätt för hjärnan (till exempel mönsterigenkänning) svårt för en dator och vice versa?
Låt oss gå tillbaka till titeln. Från en uppsättning bokstäver (träd som följer vår metafor) extraherades betydelsen av frasen i sin helhet utan svårigheter och tillfälligt problem - skogen. Om vi tar hänsyn till det kulturella sammanhanget (kunskap om ordstäv) kan vi dra slutsatsen att ganska snabbt en visuell stimulans i form av ljusvågor av olika längder för vår hjärna förvandlades till en hel skogspark.
Att läsa och förstå text ur en neurofysiologisk synvinkel är en icke-trivial process. Låt oss börja med att känna igen enskilda karaktärer: bokstäverna är förståelige, även om de är skrivna i gotisk stil. När onödiga lockar staplas upp på en bekant grafisk ram, finns det ingen stor förvirring, och ett stort antal ritmetoder gör att gränserna för kanoniken i själva konturen blir oskärpa, vilket uppfattas bland annat tack vare sammanhang och förväntningar. Doktorns handskrift, som har utvecklats från kalligrafi till abstrakt konst, kommer att vara förståelig för hans kollegor.
Och igenkänningsstörningar utan störningar på känslighetsorganens nivå kallas "agnosias", de kommer att diskuteras nedan.
Låt oss prata lite om neuroanatomi. Våra sensationer och rörelser, som tillsammans utgör grunden för den neuropsykiatriska organisationen, har en komplex hierarkisk struktur inte bara inom det centrala nervsystemet, det vill säga hjärnan och ryggmärgen, utan också på den sista, kortikala nivån. Hjärnbarken är indelad i främre och bakre sektioner. De förstnämnda (frontala) ansvarar för att utarbeta ett program för beteende, individuella handlingar och motoriska handlingar, och det senare kan kallas agenter för uppfattning och gnos. Låt oss försöka ta reda på hur kartan över denna "byrå" ser ut.
Det är känt att vi får information om världen runt oss från fem sinnen: syn, hörsel, beröring, lukt, smak och strukturer som säkerställer dess överföring från var och en av dem kallas "analysatorer". Det finns också fem av dem. Signaler från dem, med undantag av luktkänslan (denna känsla skiljer sig från varandra och har direkta förbindelser med de mest forntida delarna av vår hjärna), skickas till kluster av växelceller i diencephalon (I? Thalamus eller geniculate kroppar) och först därefter i cortex. Det är här bilden uppstår, det vill säga den faktiska medvetenheten äger rum.
I den primära, som en sökare på skärmen, visas något från den underliggande kärnan med en upprepning av dess organisation. Till exempel innehåller den celler som fick information om att röra vid höger hand och bredvid dem - de som svarar på att röra vid höger underarm. I den primära cortex existerar också liknande "sensorer" (och i samma proportioner). Denna struktur är ansvarig för individuella enkla sensationer: en slät yta, runda konturer, röd färg, något med en oregelbunden form rör sig till vänster och ett intermittent högt och högfrekvent ljud hördes till höger … Bilden av världen är frånvarande här - det omgivande universum verkar vara ett kaos av enhetligt elementärt förnimmelser.
För vikningen av dessa enkla detaljer och bildandet av en mer komplex uppfattning används cortexens sekundära fält, som ligger intill de primära, och till skillnad från dem är inte uppdelade i kroppens zoner och har inga tydliga gränser. De sammanfattar: det röda och det runda blev en tomat, och det intermittenta ljudet blev den irriterande gnissen i mikrovågsugnen.
Kampanjvideo:
Men dessa bilder kan ännu inte kallas erkännande i ordets verkliga mening. Den slutliga integrationen av sensationer, direkt gnos, bildandet av idéer om rymden, tid, olika sammanhang och objektets plats i dem är funktionen av tertiärbarken, som för de bakre delarna av hjärnan är huvudsakligen belägen i korsningen mellan parietal, temporär och occipital lobes i halvkärlen. De bildade bilderna motsvarar den redan tillgängliga informationen om världen, förväntningar, språklig kompetens. Att placera de mottagna signalerna i en ram från minne, prognoser, kunskap, vi får en fullständig bild eller gestalt. Aktiv slutförande av byggandet spelar en viktig roll här. Ja, ja, vi är partiska på neurofysiologisk nivå. Det finns till och med den så kallade kohorthypotesen, enligt vilken uppsättningen av stimuli analyseras så djupt och fullt som nödvändigt,för att aktivera den förväntade informationen och inget mer.
Men vad sägs om det faktum att gestalt som byggs av hjärnan ibland visar sig vara grundläggande annorlunda med liknande fysiska egenskaper för inmatningsdata? Varför är en uppsättning ljud - musik och den andra - kakofoni, även om de är mycket nära vågfrekvensegenskaper? Hur bestäms detta på fysiologisk nivå? Men det finns hjärnskador där örat för musik i den gnostiska betydelsen av ordet försvinner: för en så fattig karl, förvandlas melodin till en uppsättning ljud, ibland extremt obehaglig, och detta trots att själva förmågan att uppfatta ljud inte går förlorad! Hur hjärnan, som tar emot elektriska signaler från celler som helt enkelt tar upp akustiska vibrationer, snabbt kan skilja icke-talbrus från tal,bära information i symbolisk form? Varför kunde smaken av Madeleine-kakor väcka hela spektrumet av glömda barnsupplevelser i huvudpersonen i M. Prousts romancykel "In Search of Lost Time"? Det verkar som om dessertmolekylerna helt enkelt stimulerade smak- och luktreceptorer, men i hjärnan, i mycket stor skala, i sin helhet, reproducerades ett länge glömt mönster, en ritning av lamporna från miljoner upphetsade neuroner, som i denna konfiguration en gång brände och nu återvände den söta aromen från barndomen …som i denna konfiguration en gång brände och nu återvände den söta doften av barndomen.som i denna konfiguration en gång brände och nu återvände den söta doften av barndomen.
Det finns inget tydligt avgränsat område som ansvarar för förekomsten av gestalt i hjärnan. Den metod som antyder förekomsten av sådana zoner kallas "lokalisering" och den blir mindre populär. Han motsätts av den holistiska teorin, enligt vilken de högre funktionerna är fördelade över hela hjärnan, men också detta är en saga historia. Modern vetenskap försöker "förena" dessa synpunkter.
I sin bok "Refraktion" talar Lotto om varför vi inte uppfattar verkligheten som den är, och hur detta kan leda till kreativitetsutveckling och hjälper till att ta en ny titt på arbete, kärlek, lek, relationer med släktingar och andra viktiga händelser i vårt liv.
Till exempel är bilden av en citron både utseende (sekundär visuell cortex) och smak (med dess kortikala territorium), och beröring, liksom ett ord, det vill säga ljud, ett sätt att uttala, användningsförhållanden, minnen om hur en mor brukade göra limonad … De "underavdelningar" vars neuroner bör vara involverade i bildandet av en sådan vanlig bild kan räknas upp oändligt.
I vetenskapliga termer bildar en ensemble av nervceller ett dynamiskt mönster av neuralt nätverksaktivitet. Varför dynamiskt? Eftersom det inte bildas en gång för alla, förändras det när du får erfarenhet, vissa förbindelser försvagas, andra stärks och naturligtvis nya uppträder. Reproducerbarheten av detta mönster, det vill säga förmågan hos alla, eller snarare, de flesta av medlemmarna i ensemblen att aktivera, ligger i minnet. Därför är dynamiken som vi pratade om ett nödvändigt villkor för att lära i ordets breda mening, lärande som anpassning.
När en ensemble av en viss uppsättning av nervceller var upphetsad, stärktes deras anslutningar från sådan gemensam aktivitet, och sannolikheten för att den efterföljande upphetsningen av en skulle aktivera en viss procentandel av andra medlemmar i denna grupp, som fick elektriskt stöd från honom, ökade något. Ju mer det fanns gemensam garvning, desto starkare, enligt Hebbs regel, desto starkare denna gestalt ("celler som skjuter ihop, kopplar ihop"). Problemet är att en neuron kan gå in i ett stort antal ensembler, som dessutom ersätter varandra i hjärnan varje bråkdel av en sekund. Deras exakta upprepning är extremt osannolik, därför bestämmer volymen av all livserfarenhet statistiskt vår uppfattning och förståelse av världen.
Titta på ansiktena på dina nära och kära. Vad krävs för att inte förväxla dem med någon? Vid första anblicken är frågan konstig. Här är min mamma, jag känner igen henne, även om hon ändrar sin hårfärg, frisyr, går ner i vikt eller går upp i vikt, förnyar helt sitt garderob, målar ansiktet till Halloween i slutändan. Troligtvis överraskar det dig inte för mycket, men tro mig: ur informationssystemets synvinkel är den beskrivna situationen inte ens trivial. Låt oss säga att din vän inte har iögonfallande ansiktsdrag som ett fult ärr, en klyftande läpp eller en mustasch i stil med Salvador Dali, det finns inget som skulle göra att hjärnan direkt och exakt placerar vad den såg i mappen Petya Bublikov. Hur algoritmerar jag omedelbart igenkänning av en person om vi betraktar hjärnan som en stor dator?
Problemet med agnosia avslöjas fantastiskt i arbetet med den berömda neurologen och populariseraren av medicinen Oliver Sachs "The Man Who Mistook His Wife for a Hat." Huvudpersonen, en begåvad musiker, professor, enligt observationerna från hans släktingar, började ha "synproblem". I själva verket hade professorn inte ögonsjukdomar, och helt fantastiskt erkännande av vanliga, vardagliga föremål och ansikten på nära människor var resultatet av visuell agnosia.
Förresten, sådana isolerade störningar är inte vanliga i praktiken av en neurolog och säkert inte så uttalade. Vanligtvis stör dessa störningar att känna igen "bullriga", korsade upprepade gånger bilder i speciella tester, men ingen tar en hustru för en garderobsprodukt. Dessutom är den patologiska processen i hjärnan som regel inte så selektiv, och den destruktiva effekten sträcker sig till en mängd högre mentala funktioner, därför blandas agnosier hos patienten med många andra störningar, och det blir en omöjlig uppgift att skilja den ena från den andra.
Så professorens fall är fascinerande, och hans beteende med hög intelligens och kultur orsakar äkta förvirring. Han granskar handsken och gör ett blyg försök att definiera denna garderobsartikel som "upprullad yta med fem fickor." Ja, det är svårt att känna igen henne genom en sådan beskrivning, men tyvärr har professorn bara visuella abstraktioner. Han tar foten för en sko - uppenbarligen, med uppmärksamhet på konturerna och tänker resten logiskt, känner han inte igen sitt eget ansikte och bror på bilden, men det fanns inga problem med bilden av Einstein, för det onda skottet med tungan ut blev praktiskt taget ett meme. Slutligen misstog han sin fru efter en hatt, och listan över hjältens excentricitet slutar inte där.
Sachs bok kan verka läskig eller tvärtom rolig, men frågan förblir extremt intressant, vad är professorens värld trots allt? Hur ser han ut? Och är ordet “se ut” bra ut i detta sammanhang? Faktum är att hjältens visuella utrymme, som föll ihop i separata fragment, som slutade förena sig till meningsfulla bilder och förvandlades till ett kluster av abstraktioner, var mättat med musik.
Om en person stod bakom ett transportband varje dag, då kom hem, låg på soffan, tittade på TV och gjorde detta hela sitt liv, det vill säga "gick längs markerade linjer" och kompenserade inte för denna "underutnyttjande" av hjärnan, då i ålderdom kommer han inte att känna bara svårigheter med minne och andra intellektuella problem, men troligen fysiska problem.
Hjälten tycktes leva i världen ritad av Picasso, där det inte finns något sätt att fånga essensen i det som händer och interagera med dessa abstraktioner mellan trasiga linjer, former och färgfläckar.
Det beskrivna problemet innehåller mycket djupare lager än de "banala" svårigheterna med att känna igen och bilda en "bild". Det är direkt relaterat till frågor som fenomenet subjektiv verklighet som uppstår från en uppsättning olika signaler, upplevelsen av erfarenhet och minne som möjligheten till dess delvisa eller fullständiga reproduktion. Vad är syftet med sådana kognitiva konstruktioner som går långt utöver det nödvändiga "uppfattar och reagerar"? Vad är den evolutionära betydelsen av vårt mentala liv, om det som ett beteendemässigt svar är överflödigt eftersom det inte säkerställer vår överlevnad? Och hur korrekt är jämförelsen av hjärnan med en dator mot bakgrund av allt som har sagts?
Som vi redan sagt, det finns saker som är lätta för hjärnan, men för maskinen med stora svårigheter: omedelbar behandling av bilder, gestaltuppfattning, snabb resonemang som "uppfinningsrikedom" och mycket mer, som kräver mer banal vardaglig inspiration än strikta logiska konstruktioner.
Själva idén om konstgjord intelligens bygger på antagandet att våra kognitiva processer (och vissa forskare utvidgar detta intervall till alla mentala reaktioner) behandlas som beräkning. Men vi talar inte om aritmetik, utan om formella operationer - om allt som i princip kan programmeras. Idag har det blivit tydligt att detta inte är helt sant, och AI-forskare tvingas ompröva datorparadigmet. Hjärntänkande arkitekturer har praktiskt taget inget med elektronisk datoranvändning att göra, enligt moderna kognitiva forskare som T. V. Chernigovskaya och K. V. Anokhin. Datavetenskapens språk är bekvämt som en metafor när vi pratar om databehandling, lagring, åtkomst, läsning etc. Men själva principen bakom datoralgoritmer är helt annorlunda. Primärt signalsystem för hjärnan,med vilken kognitiv aktivitet börjar - figurativ; symboliskt måste han lära sig, och för detta behöver han en social miljö. Bilderna i vårt huvud behandlas snabbt, hur - det är ännu inte klart; Allt eftersom det är lika, tar en dator mer tid att göra detta, men den lyckas analysera dem med ungefär samma hastighet som hjärnan, bara för att processorn är en miljon gånger kraftigare.
Det talas mer och mer om behovet av en ny teori. Exempelvis försöks man förklara medvetande genom kvantanomalier, och det föreslås till och med att flytta till kvantkognitiv vetenskap, vilket skulle hjälpa till att övervinna problemet med att minska otydliga medvetenhetsfenomen till fysiologiska processer.
Qualia, den latinska termen för subjektiv upplevelse i all dess mångfald, är inte en kopia eller ens en summa av fysiska signaler som kommer genom våra analysatorer. Hjärnan bygger den självständigt och bildar subjektiva bilder som är unika för varje individ. Två globala frågor från dagens neurovetenskap: "Hur uppstår kvalier?" och "Vad är det för?" - hittills förblir obesvarade. Objektiv forskning i det här fallet är extremt svårt, vi kan bara bedöma kvaliteterna för en annan, och sedan bara genom vårt brytningsmedium.
”Om du sitter fast i en surfplatta / telefon - och så varje dag, förvänta dig inte att din hjärna ska tacka dig. Om en person somnar med en svår fråga i huvudet och inte vet hur han ska lösa det, kommer han nästa morgon att få svar. Hjärnan gillar inte fett och kött.
Den kända neurovetenskapsmannen Joseph Bogen, som försökte definiera medvetande, fann en bra analogi. Enligt forskaren är det "som vinden: det är omöjligt att se och fånga den, men resultaten av dess aktivitet är uppenbara - att böja träd, vågor eller till och med en tsunami."
Sammanfatta. Vi är de lyckliga ägarna till något vi behöver, men så mycket uppskattade och berömda av konstnärer och poeter, en medveten upplevelse eller inre värld, vilket inte är klart varför. Innehållet är av stort intresse, men ursprunget till detta fenomen är mycket mer spännande. Överraskande neurologiska störningar, såsom agnosier, leder oss bara närmare att besvara frågan om vad som är den inre verkligheten. De enorma framstegen inom konstgjord intelligens och maskininlärning har inte lett till skapandet av något verkligt uppfattande. Den gapande klyftan mellan en enkel mänsklig sensation och ett okänsligt nervnätverk, till och med kapabelt att föra sentimentala eller andra "för mänskliga" konversationer, verkar oöverstigliga. Kommer vi någonsin att kunna erkänna sin egen struktur genom priset i den subjektiva verkligheten (och vi har inget annat sätt)? På ett eller annat sätt, förstå hur många problem och problem som neurovetenskapen står inför, skärper bara vår egen uppfattning och berikar vår personliga upplevelse, får oss att undra över enkla saker, förstå oss själva på ett nytt sätt och, eventuellt, andra.
