ВОЙТИ:
логин:  
пароль:    
  [регистрация]
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   

18.08.2017 | 11:13
В Международном аэропорту «Казань» дети ознакомились с авиационными профессиями
В Международном аэропорту «Казань» дети ознакомились с авиационными профессиями

3



17.08.2017 | 9:24
На реке Тойма пройдет четырехдневный экологический сплав
С 17 по 20 августа Министерство экологии и природных ресурсов РТ совместно с региональным отделением Русского географического общества в РТ проведут четырех-дневный экологический сплав по реке Тойма....
10

16.08.2017 | 14:20
В Качаловском театре прошла творческая встреча А.Славутского с участниками программы "Здравствуй, Россия!"
В Качаловском театре прошла творческая встреча А.Славутского с участниками программы "Здравствуй, Россия!"
15

15.08.2017 | 16:40
Завтра в Свияжске откроется фестиваль документального кино «Рудник»
Завтра, 16 августа, в Свияжске начнется первый фестиваль дебютного документального кино «Рудник». В его конкурсную программу вошли 11 фильмов, действия которых происходят по всему миру — от Японии до...
23

15.08.2017 | 15:36
В Музее естественной истории Татарстана стартовал конкурс рисунков
В Музее естественной истории Татарстана стартовал конкурс рисунков
10

15.08.2017 | 9:49
Вечер оперы Sforzando посетили более 3000 человек
13 августа, в парке «Черное озеро» впервые прошел Вечер оперы Sforzando. По оценке организаторов, событие посетили более 3000 человек. Вход на мероприятие был бесплатным...
24

13.08.2017 | 11:46
Казанское такси на криптовалюте: как резидент ИТ-парка компания AltoCar собрали более 300 тыс. долларов на подготовке к ICO
10 июля компания AltoCar - сервис персонализированного такси - объявила о подготовке (пресейле) к ICO (Initial Coin Offering), то есть предпродаже собственных токенов (монет). Это первое ICO среди сер...
15

11.08.2017 | 9:54
120 туроператоров со всей России знакомятся с Татарстаном
120 туроператоров со всей России знакомятся с Татарстаном
12

10.08.2017 | 10:43
В Баку из Казани с Buta Airways
С 1 сентября 2017 года рейсы авиакомпании «Азербайджан Хава Йоллары» (Azal) по направлению Баку-Казань-Баку будут выполняться авиакомпанией Buta Airways. Buta Airways – недавно созданная бюджетная ави...
4

09.08.2017 | 14:53
Качаловский театр - моноспектакль "Последний день" в Елабуге
Качаловский театр - моноспектакль "Последний день" в Елабуге
15

09.08.2017 | 14:19
На озере Лесное состоится экологическая акция
11 августа Министерство экологии и природных ресурсов РТ совместно с регио-нальным отделением Русского географического общества в РТ проведут экологическую акцию по уборке прибрежной зоны и дна озера...
15

09.08.2017 | 11:58
Валовый оборот компаний Бугульминского района, работающих в сфере сервисного обслуживания, производства оборудования и приборов для предприятий нефтегазовой промышленности за 7 месяцев 2017 года превысил 15 миллиардов рублей
Предприятия Бугульминского района, работающие в сфере сервисного обслуживания, производства оборудования и приборов для предприятий нефтегазовой промышленности за первое полугодие 2017 года увеличили...
18

09.08.2017 | 11:40
В музее открылась фотовыставка, посвященная 100-летию основания заповедной системы в России и Году экологии
В музее открылась фотовыставка, посвященная 100-летию основания заповедной системы в России и Году экологии
22

08.08.2017 | 14:55
Стала известна полная программа кинофестиваля «Рудник»
Стали известны расписание и подробности программы Международного фестиваля дебютного документального кино «Рудник». Помимо показов 11 фильмов международной конкурсной программы, с 16 по 20 августа в С...
24


ВСЕ НОВОСТИ »


ВЕК XXI - ВЕК НЕЙРОНАУКИ

 

История жизни есть, по существу, развитие сознания, завуалированное морфологией.

Тейяр де Шарден

 

ВЕК XXI - ВЕК НЕЙРОНАУКИ

 

Ученые прогнозируют, а политики и деловые люди соглашаются: наступивший век станет веком исследований мозга. На штурм загадок этого «космоса», заключенного в человеке, уже брошены миллиарды долларов только от частных инвесторов. Сколько денег потратят государства - вообще вопрос открытый. Пока ученые от физиков до психологов на подступах к главным цитаделям. А их - множество. Начать с того, что ученое сообщество не может дать определение «сознанию». Весь мозг разобрали по винтикам, все по полочкам разложили, а основного понять не могут: что такое это «я», откуда оно берется и куда девается потом.

 

АНИМАТЫ-АВТОМАТЫ

Старый добрый искусственный интеллект, или, как его называют на Западе, GOFAI - Good Old Fashioned Artificial Intelligence, сегодня тема немодная. По прошествии десятилетий бывшие энтузиасты конфузятся: претензий многовато оказалось! Не выдержало проверки временем направление и заглохло. А в 60-х годах все представлялось ясным: бери начинку человеческой головы, обмеряй Ай-Кью, формализуй, выводи алгоритмы, которыми извилины решают задачи, и вставляй всю эту математику в программу. И получится новый, искусственный продукт - ничуть не хуже, а местами даже лучше, чем натуральный. Назывался такой подход «реверсивным инжинирингом». Теперь сообразили: раз человек только звено в цепи эволюции, то и его интеллект не совсем его заслуга. Ведь что такое интеллект? Это способность приспосабливаться наилучшим образом к среде, учиться, выбирать между вариантами решений проблем - ну и так далее, «по списку».

Разве можно сказать, что наши меньшие братья лишены всего этого? Да что там «братья» - какие-нибудь инфузории и те умудряются выживать и давать потомство. Значит, хочешь моделировать способности человека - будешь моделировать способности и его эволюционных предшественников. Если сходу не выходит с человеком, шутят ученые, хотя бы с мухой попробуйте!

Поначалу, в 50-е годы, так и было. Англичанин Грей Уолтер на человека не замахивался, а экспериментировал с черепахами. Потом решили не размениваться, сделать замах на человека. Очень верили, что человек всего лишь математическая, инженерная задача. Только через тридцать лет вспомнили про Уолтера и вернулись к его работам. Начали создавать компьютерные модели и роботы, которые должны были «выживать» в среде, похожей на реальную. Никто в эти модели не запихивал заранее схему мироустройства. Они должны были сами ее строить, решая встречающиеся задачи. Соответственно, в программах выдвигались на первый план те или иные поведенческие модули. Такие искусственные «животные» стали называться «аниматами»: animal - животное плюс automat.

Первыми существами, чье поведение пытались моделировать, были насекомые. Например, создали самодвижущееся шестиногое 35-сантиметровое «насекомое-робот» Genghis, которое, передвигаясь по неровному ландшафту с препятствиями, адаптивно принимало те или иные решения. В Париже есть лаборатория аниматов, работающая с похожим насекомоподобным роботом Hexapod. В Англии работает большой центр вычислительных нейронаук, создающий насекомоподобные «интеллектуальные существа». Потом в робота стали добавлять аффективные реакции, социальные взаимодействия и пр. Крыса-робот учится «жить» без учителя, накапливать знания и стратегии.

 

У НАС - ЛОБ, У НИХ - ЗАТЫЛОК

Ученые, располагающие ныне томографами, твердо решили идти от матери-природы и плотно занялись изучением вопроса: какие группы нейронов в мозгу активируются при том или ином адаптивном, поведенческом акте. Скажем, при добывании пищи или при доказывании теоремы Пифагора. В принципе, активируя искусственным образом те или иные группы нейроклеток, можно добиться, скажем, ускоренной обучаемости. Или что-то смоделировать, следуя этой нейрокарте. Само по себе картирование мозга давняя традиция. Всегда было любопытно узнать, где лежит то или иное знание, располагается тот или иной «командный пункт». Правда, многие специалисты спрашивают себя и других: а зачем? Зачем пытаться описывать работу все клетки мозга? Их там не то 100, не то 150 млрд, каждая может завести от 5 до 10 тысяч связей с другими нейронами. Математики говорят, что цифра возможных вариантов связей клеток при том или ином поведенческом акте превосходит количество не то что планет и звезд - всех элементарных частиц во всей Вселенной. 32 млн лет надо потратить, чтобы выполнить всю механическую работу по сбору сведений про каждый нейрон. Но, даже проделав это, все равно не поймешь, как работает эта машина. Следует вывод: прежде чем что-то делать с мозгом, надо знать, какой именно ответ мы хотим получить от исследования.

Касательно вопросов. Человека всегда интересовало, как это физические ощущения, поступающие в мозг, становятся там абстрактными категориями - как объективное переходит в субъективное. Но в науке о мозге какая-то одна сплошная незадача. Американцы решаются проверить голубей и показывают им серии цветных слайдов - с последующей кормежкой за правильный тык клювом в изображение дерева. Прогресс - ошеломляющий: голуби выучились распознавать деревья в любом виде - отдельно стоящее, на опушке, в виде отражения. Кустарники птички не выделяли никогда! Значит, птицы могут абстрагироваться.

Вопрос, однако, в другом: чем голуби формируют абстрактные категории? У них ведь нет структур мозга, подобных структурам млекопитающих, человека. Известно, что способность к счету есть и у человека, и у ворон. Но у птиц нет развитой коры для этого! Работают другие отделы мозга. Как и в случае поддержания цели: механизм этот у птиц находится в затылочной части, а у человека - в лобной. Выходит, фундаментальная функция интеллекта реализуется у разных видов (а мы тоже вид) с разной архитектурой нервной системы. Стало быть, ответ, который мы ищем, не может быть получен только через человеческую специфику. Мало того, «цель поведения» отлично держат и пчелы. Немцы доказали, что пчелы помнят, какие цветы они уже облетали и куда направляются, даже если не видят этих цветов. А у пчел нейронов в миллион раз меньше, чем у человека и нет ничего похожего на кору. Понимаете, о чем речь? Вряд ли. И ученые, кажется, не вполне. Они предлагают сформулировать особую терминологию описания психических функций, пригодную и для человека, и для муравья.

 

А на душе у нас хорошая погода

Функциональные системы - вот слова, которые пока подобрали для объяснения того феномена, когда в мозгу при поведенческом акте, как по приказу, как по мобилизационному плану, одновременно активизируются многие нейроны - у человека миллионы, у насекомых - тысячи. Причем клетки активизируются в разных областях мозга.

Предлагается кое-что использовать: ученые научились уже стирать из памяти любую ФС при помощи синтетических фрагментов ДНК, выключать работу некоторых генов, которые «экспрессируются» при запоминании. Понятно, что сделано это будет в «лечебных целях» - к примеру, чтобы подлечить ветерана, наркомана, выкорчевать вредную привычку, «переучить» нейроны. Такое возможно.

Ученых, конечно, интересует функциональная топография мозга. Но еще больше интересуют другое. Чтобы получить порцию пищи, собака обучается бегать от кормушки к педали и назад. Вопрос: как возникла в ее мозге и опыте функциональная система, связывающая нажатие педали с открыванием кормушки? Почему нейроны в удаленных друг от друга областях мозга сливаются при этом в единую систему? По каким принципам происходит извлечение таких распределенных систем из памяти? Как осуществляется переход с одних функциональных систем на другие после достижения результатов? Можно ли смоделировать эволюцию таких систем, объяснить, как они появляются в развитии мозга? Есть американское мнение, что уже чуть не при рождении мозг состоит из специализированных мини-групп, которые потом и строят функциональные системы. Очень возможно....

 

Единого ответа нет

Хорошо, говорят скептики, мы видим возбуждение групп нейронов. Ну, загораются «лампочки». И что? С чего взяли, что процесс сознания протекает именно в нейронах? Есть у нас с животными общее - функциональные системы, к примеру. Но сознания у них определенно нет. Во всем мире идут споры о том, что такое сознание и какова его нейрофизиологическая основа. Самая модная тема связана с работой конца 1980-х годов, сделанной в Институте мозга им. Макса Планка во Франкфурте, где установили, что когда происходят процессы восприятия, то клетки в разных областях головного мозга синхронизуются и в них возникают осцилляции на частоте 40 Гц. Сразу появились теории, что нейрофизиологическая основа сознания - группы клеток, а сама осцилляция - момент осознания процесса. Допустим, можно искусственно возбудить несколько тысяч определенных элементов мозга, сделать это по определенным правилам и в результате получить у испытуемого заданное ощущение. Скажем, подсмотреть, как он «чувствовал красное», а потом заставить его таким способом чувствовать красное, на что бы он ни смотрел. И что? Это и есть порог, за которым объективное становится субъективным? Никто не ответит определенно. 

Искать ответ у нейрофизиологов, что такое разум, сознание, пока не стоит. Нет единого нейрофизиологического ответа на все символические смыслы. И вообще с точки зрения ученых-естественников споры вокруг этих понятий пока лишь споры целиком «вокруг языка», вокруг понятий.

 

«Я не компьютер, я другой…»

В 1943 году нейрофизиолог Уоррен Маккаллох в соавторстве с 18-летним математиком Уолтером Питтсом развил взгляд, согласно которому нейроны и соединяющие их отростки-синапсы выполняют в мозге практически те же функции, что и транзисторы вместе с соединяющими их дорожками в печатных схемах современных компьютеров. Более детальная биологическая картина выглядит так: классические нервные сигналы распространяются из центрального тела нейрона (сомы) вдоль очень длинного волокна, называемого аксоном, причем от аксона в различных местах ответвляются отдельные отростки. Каждый отросток заканчивается синапсом - соединением, посредством которого сигнал передается к следующему нейрону. Именно на этой стадии в процесс вступают химические вещества, называемые нейромедиаторами, - перемещаясь от одной клетки (нейрона) к другой, они переносят сообщение о возбуждении предыдущего нейрона. Не возникает сомнений в том, что изложенная картина может быть эффективно смоделирована численными методами.

Роджер Пенроуз, автор самого парадоксального взгляда на природу сознания как явления, имеющего квантовый характер, не согласен, что мы всего лишь компьютеры. Он считает, что не стоит даже пытаться найти определение сознанию, поскольку мы не понимаем, что оно означает. Он полагает, что можно только найти физически обоснованную концепцию сознания. Лучше просто описать этот процесс.

Сознание вызывается определенными физическими действиями мозга, однако эти действия принципиально нельзя вычислительно моделировать правильным образом.

Если вдуматься, поражает, что в самых, казалось бы, логичных и абстрактных областях физики и математики не удается создать программы для привычных нам дискретных компьютеров (даже для самых точных и обладающих наибольшим объемом памяти). Все компьютеры практически не могут, например, доказывать математические теоремы, как это делают обычные люди-математики. Интуитивно мы и сами чувствуем, что почти все наши акты «сознательного восприятия» нельзя свести к вычислимым операциям. Пенроуз и другие физики попытались отыскать, если можно так выразиться, место в физике, пригодное для размещения субъективного опыта. Пенроуз убежден, что фокус внимания следует переместить с нейронов на микротрубочки цитоскелета нейрона, особые структуры, заключающие в себе молекулы белка-тубулина: именно там, вероятнее всего, возникают коллективные (когерентные) квантовые эффекты, рождающие сознание, то есть «я».

Что такое квантовая когерентность? Это когда большое количество частиц находится в согласованном по фазе колебательном процессе, автономно от окружения. Такие состояния в наиболее наглядном виде встречаются в феноменах сверхпроводимости, когда электрическое сопротивление проводника равно нулю, и сверхтекучести, когда равно нулю жидкостное трение, или вязкость. Но явления, подобные сверхпроводимости и сверхтекучести, возникают обычно лишь при очень низких температурах, порядка нескольких градусов выше абсолютного нуля. В этом, собственно, и заключалась (до недавних пор) одна из причин общего скептического отношения к возможности существования эффектов квантовой когерентности внутри такого «горячего» объекта, как человеческий мозг или любая другая биологическая система. Однако сегодня многие допускают коллективный квантовый эффект в биологической системе благодаря большой энергии обменных процессов метаболизма.

Цитоскелет любых клеток включает в себя множество цилиндрических структур - микротрубочек из белков-тубулинов. Эти тубулины вроде диполей (магнитов с полюсами), которые действуют в режиме автоматов-переключателей, меняющих пространственную ориентацию под каким-либо воздействием извне - и притом коллективным образом. Эти переключения подобны двоичному коду компьютеров: то «0», то «1». Множество вычислительных блоков, работающих в унисон благодаря когерентному состоянию, для которого благоприятно цилиндрическое строение структуры. В соседних трубочках творится подобное. Когерентное состояние охватывает массу клеток, вступает в резонанс с колебаниями-волнами поля, порождаемыми прохождением сигналов по отросткам нейронов в мозге. Начавшееся на микроуровне когерентное явление распространяется на разные части мозга.

Такова предполагаемая картина мыслительного процесса - в сильно упрощенном виде. «Воздействие извне», вызывающее «переключение тубулинов», происходит на уровне порций энергии - квантов-фотонов. И связывают это некоторые физики с влиянием «свободной воли», «внешнего разума». Или завуалированно признают, что «без широкомасштабной «квантовой спутанности» с какой-то высокоорганизованной системой, обладающей способностью к «переработке информации» (типа мозга), настоящее сознание, по-видимому, никогда не могло бы возникнуть». О чем речь? Фотон, как воплотившийся на земле Бог, дуалистичен: Иисус, согласно христианскому богословию, имеет в равной степени и в полной мере две природы - божескую и человеческую, а квант одновременно и в полной мере демонстрирует свойства и частицы, и волны. Такой же дуализм, кстати, характерен и для электрона. Но дело не только в этом. Фотоны, как частицы квантового мира, могут пребывать в состоянии суперпозиции - то есть, популярно говоря, могут быть одновременно и «нулем» и «единицей», и «черными» и «белыми». Какова частица в данный конкретный момент, мы не знаем, а если измерим ее состояние, то она тут же исчезнет. Это важнейший момент: частицы нельзя «измерять» без их потери или изменения их состояния. В этом, видимо, коренится и невозможность дать определение «сознанию». Как назвать то, чему нет аналогов в видимом нами мире?

Частицы обладают так называемой «квантовой спутанностью». То есть если мы получаем две частицы в результате одного процесса, то они, даже разлетевшись, продолжают «чувствовать» друг друга, когда одна меняет свое состояние в зависимости от изменения состояния другой частицы. С этой точки зрения наше «сознание» и «мировой разум» как две такие «спутанные частицы».

Получается, близок день, когда произойдет полный  пересмотр самих основ всех существующих философских воззрений на природу реальности.

 

В «отключке»

Есть ли прямые свидетельства того, что феномен сознания в той или иной мере обусловлен деятельностью цитоскелета и, в частности, его микротрубочек? Как ни странно, есть. Вопрос физических основ сознания проясняет исследование причин и способов, это самое сознание «отключающих». На такое способны, например, препараты для общего наркоза, причем это отключение абсолютно обратимо, главное - не превысить допустимую концентрацию. Замечательно то, что к общему наркозу приводит применение множества самых разных веществ, никак, казалось бы, не связанных друг с другом химически. Но тогда надо сделать вывод, что отключение сознания не связано с химическими свойствами вещества-усыпителя.

В поддержку предположения, что общие анестетики воздействуют непосредственно на цитоскелет, надо сказать, что эти вещества «отключают» не только «высших животных», таких как млекопитающие и птицы. Точно так же действует наркоз на парамеций, амеб и даже на зеленых слизевиков.

Без работающего цитоскелета ни о каком сознании речь не может идти вообще. При прекращении функционирования системы цитоскелетов сознание мгновенно выключается, столь же мгновенно возвращаясь, как только функции цитоскелета восстанавливаются.

 

Микки-маус из лаборатории

Популярнее прочих до недавнего времени была теория, утверждающая, что люди «думают нейронами». В несколько лет ее позиции серьезно пошатнулись. Последний такой удар нанесли работы ученых из университета Рочестера - Нидергора и Голдмана. Они произвели изящную манипуляцию с человеческими астроцитами. Астроциты - это клетки ткани «глии» - части мозга, которая заполняет мозг там, где нет нейронов. «Глия» составляет 40% центральной нервной системы. Глиальных клеток раз в 50 больше, чем нейронов. 

Так вот, ученые задались вопросом: почему человеческие астроциты такие огромные? Клетки одного типа органов у разных млекопитающих фактически соразмерны - просто у одних их больше, а у других меньше. А астроциты человека в 20 раз крупнее, чем астроциты мыши. И впрыснули в мышь клетки из культуры человеческих астроцитов (в них вмонтировали ген флюоресцентного белка, и они светились под микроскопом). Клетки прижились, выпустили выросты. Были разработаны специальные тесты, показывающие, насколько данная мышь умственно выросла в сравнении с соплеменницами. Они показали, что все мыши с человеческими астроцитами превосходили обычных мышей. Это при том, что лишь небольшая доля их глиальных клеток была замещена на клетки человека.

Как работают астроциты? Они не передают друг другу электрических импульсов. Вместо этого они умеют передавать сигнал посредством волны ионов кальция (внутри самой клетки и ее отростков), а наружу выдавать молекулы нейротрансмиттеров. Тех самых, благодаря которым нейроны сообщаются друг с другом. Тех самых, на которые действует всевозможная наркота, расширяющая сознание и меняющая личность. Имеет ли все это отношение к тайне человеческого сознания? Нет, конечно.

Фактически все, что происходит в сфере психического, управленческого, осуществляется в бессознательной форме. Нейронная сеть сама проделывает массу работы. Обладает своей «свободой воли». А ведь это основной игрок на этом поле. Он наши поступки осуществляет, наше поведение и не считает нужным отчитываться перед нашим «я».

Подготовил Николай ЩЕДРИН


Дата публикации: 11:10 13.07.2015
Просмотров: 19

Комментарий будет оставлен от имени: Гость
(введите числом, сколько будет два плюс шесть)

Комментарии:

Пока не добавлено ни одного комментария.

Петр Кулеш: «Я на своем месте»Петр Кулеш: «Я на своем месте»
Петр Кулеш – один из самых авторитетных и профессиональных рок-журналистов в нашей стране. Именно благодаря ему многие российские меломаны прониклись творчеством Purple Gang, Tomorrow, The Crazy World of Arthur Brown, Misunderstood, Juicy Lucy и др. Потому, что Петр в своих исследованиях не боится копать по-настоящему глубоко и получать достоверную информацию от непосредственных свидетелей и участников той легендарной эпохи...
54
ПРЕМЬЕРА МУЗЫКАЛЬНОГО СПЕКТАКЛЯ "ИСТОРИЯ СОЛДАТА" (муз.И.Стравинский, 1917 г.)
19 августа в 20:00 во дворе Музея истории Свияжска состоится премьера музыкального спектакля «История солдата». Постановка является совместным проектом Музея-заповедника «Остров-град Свияжск» и фонда развития классического искусства «SFORZANDO»...
0
Сборная России по баскетболу победила команду Германии
Мужская сборная России по баскетболу обыграла команду Германии со счетом 89:60 в матче международного товарищеского турнира в Казани. Игры соревнований проходят на арене "Баскет-Холл"...
6
Непредсказуемый Эрдоган: что дальше?Непредсказуемый Эрдоган: что дальше?
Когда в начале апреля Росавиация разослала авиакомпаниям предупреждение о возможной отмене чартерных рейсов в Турцию, объяснялось это предстоящим важнейшим референдумом о переходе страны на президентскую форму правления. Аналитики говорили: последствия народного выбора могут оказаться настолько непредсказуемыми, что не исключается даже гражданская война. К счастью, опасения не оправдались. Что это: затишье перед бурей или оппозиционеры смирились с нежелательными для них итогами референдума?...
23
Новый год с домовымНовый год с домовым
СЕРГЕЙ ОГРЫЗКИН – редактор спецотдела журнала «Элита Татарстана». Родился в 1958 г. в Днепропетровске. Окончил Днепропетровский университет. Работал старшим инженером в проектном институте, редактором газет и журналов. Автор шести книг в жанре детектива, опубликованных издательствами «ЭКСМО» (Москва) в серии «Русский бестселлер» и «Астрель» (Санкт-Петербург). Финалист республиканского конкурса сценариев Всероссийского форума «Время кино – 2017» (Казань). Пишет под псевдонимом Сергей Александров. Большой популярностью пользуется его роман «Старая дама, или Чехарда с ожерельем». По просьбам читателей автор подготовил вторую редакцию этой книги под названием «Новый год с домовым», фрагмент из которой мы предлагаем вашему вниманию...
20