Začali jste číst článek. Nejedná se o proces, který je obecně považován za příliš časově náročný, ale přemýšlejte: váš mozek dokáže použít extrémně složité mechanismy v jednoduché věci dešifrování symbolů a textu, které jsou nepřístupné pro nejvýkonnější moderní výpočetní techniku a utrácí minimální množství energie. Náš vlastní „uhlíkový počítač“spotřebuje pouze 20 wattů, zatímco čínský superaut Tianhe-2, nejrychlejší v době psaní, je ne méně než 17,6 milionu wattů (17,6 MW). Čísla jsou samozřejmě působivá, je však v zásadě možné tyto procesy porovnat. Jsou v přírodě podobné? Proč je něco, co je pro mozek snadné (například rozpoznávání vzorů), obtížné pro počítač a naopak?
Vraťme se k názvu. Z řady písmen (stromy, které se držely naší metafory) byl význam celé věty extrahován bez potíží a dočasného závěsu - lesa. Pokud vezmeme v úvahu kulturní kontext (znalost rčení), pak můžeme dojít k závěru, že vizuální podnět ve formě světelných vln různých délek pro náš mozek se proměnil v celý lesní park.
Čtení a porozumění textu z neurofyziologického hlediska je netriviální proces. Začněme rozeznáváním jednotlivých postav: písmena jsou srozumitelná, i když jsou psána v gotickém stylu. Když jsou zbytečné kadeře nashromážděny na známém grafickém rámečku, nedochází k velkému zmatku a velké množství kresebných metod rozostřuje hranice kanonicity samotné osnovy, která je vnímána mimo jiné díky kontextu a očekáváním. Rukopis lékaře, který se vyvinul z kaligrafie do abstraktního umění, bude jeho kolegům pochopitelný.
A poruchy rozpoznávání bez narušení na úrovni smyslových orgánů se nazývají „agnosie“, budou probrány níže.
Pojďme se trochu bavit o neuroanatomii. Naše pocity a pohyby, které společně tvoří základ neuropsychiatrické organizace, mají komplexní hierarchickou strukturu nejen uvnitř centrálního nervového systému, tj. Mozku a míchy, ale také na poslední, kortikální úrovni. Mozková kůra je rozdělena na přední a zadní část. První (frontální) jsou zodpovědné za vypracování programu chování, individuálních akcí a motorických činů a ty druhé lze nazvat agenty vnímání a gnózy. Zkusme zjistit, jak vypadá mapa této „agentury“.
Je známo, že dostáváme informace o světě kolem nás z pěti smyslů: zrak, sluch, dotek, čich, chuť a struktury, které zajišťují jeho přenos z každého z nich, se nazývají „analyzátory“. Je jich také pět. Signály z nich, s výjimkou čichového smyslu (tento pocit stojí poněkud odděleně a má přímé spojení s nejstaršími částmi našeho mozku), jsou posílány do shluků buněk přepínače v diencephalonu (I? Thalamus nebo geniculate body) a teprve poté do kůry. To je místo, kde vzniká obraz, to znamená, že dochází ke skutečnému uvědomění.
Na primární obrazovce, jako světlomet na obrazovce, se něco z jádra, které je základem, zobrazuje s opakováním její organizace. Například obsahuje buňky, které obdržely informace o dotyku pravé ruky, a vedle nich - ty, které reagují na dotyk pravé ruky. V primární kůře také existují „senzory“(a ve stejných proporcích). Tato struktura je zodpovědná za jednotlivé jednoduché pocity: hladký povrch, kulaté obrysy, červená barva, něco nepravidelného tvaru se pohybuje vlevo a přerušovaný hlasitý a vysokofrekvenční zvuk byl slyšet vpravo … Obrázek světa zde chybí - okolní vesmír se zdá být chaosem sjednocených elementárních pocity.
Pro skládání těchto jednoduchých detailů a vytvoření složitějšího vnímání se používají sekundární pole kůry, které sousedí s primárními a na rozdíl od nich se nerozdělují na zóny těla a nemají jasné hranice. Shrnují: červené a kulaté se stalo rajče a přerušovaný zvuk se stal nepříjemným pískotem mikrovlnné trouby.
Propagační video:
Tyto obrazy však ještě nelze nazvat uznáním v pravém slova smyslu. Konečná integrace pocitů, přímá gnóza, utváření představ o prostoru, čase, různých kontextech a místě objektu v nich je funkcí terciární kůry, která se pro zadní části mozku nachází hlavně v oblasti křižovatky parietálních, temporálních a okcipitálních laloků hemisfér. Vytvořené obrázky korelují s již dostupnými informacemi o světě, očekáváním, jazykovou kompetencí. Když umístíme přijaté signály do rámce z paměti, předpovědí, znalostí, získáme kompletní obrázek nebo gestalt. Hlavní roli zde hraje aktivní dokončení stavby. Ano, ano, jsme zkresleni na neurofyziologické úrovni. Existuje dokonce tzv. Kohortní hypotéza, podle které je soubor podnětů analyzován tak hluboko a podle potřeby,aktivovat očekávané informace a nic víc.
A co však skutečnost, že gestalt vytvořený mozkem se někdy ukazuje být zásadně odlišný s podobnými fyzickými vlastnostmi vstupních dat? Proč je jedna sada zvuků - hudba a druhá - kakofonie, i když jsou velmi blízké vlnovou frekvencí? Jak je to stanoveno na fyziologické úrovni? Existují však mozkové léze, ve kterých ucho pro hudbu v gnostickém smyslu slova mizí: pro tak chudého chlapa se melodie mění v soubor zvuků, někdy velmi nepříjemných, a to i přesto, že se neztrácí samotná schopnost vnímat zvuky! Jak mozek, který přijímá elektrické signály z buněk, které jednoduše zachytí akustické vibrace, dokáže rychle rozlišit šum, který není řečem, od řeči,nesoucí informace v symbolické podobě? Proč mohla chuť dortů Madeleine vyvolat celou škálu zapomenutých dětských pocitů v hlavní postavě cyklu M. Proustových románů „Hledání ztraceného času“? Zdálo by se, že dezertní molekuly jednoduše stimulovaly chuť a čichové receptory, ale v mozku se ve velkém měřítku, v celém rozsahu, reprodukoval dlouho zapomenutý vzorec, kresba světel milionů vzrušených neuronů, které v této konfiguraci jednou spálily a nyní vrátily sladkou vůni dětství …který v této konfiguraci jednou spálil a nyní vrátil sladkou vůni dětství.který v této konfiguraci jednou spálil a nyní vrátil sladkou vůni dětství.
Neexistuje žádná jasně vymezená oblast zodpovědná za výskyt gestalt v mozku. Přístup, který předpokládá přítomnost takových zón, se nazývá „lokalizační“a stává se méně populární. Je proti holistické teorii, podle níž jsou vyšší funkce v mozku distribuovány, ale to je také minulost. Moderní věda se snaží tyto názory „smířit“.
Ve své knize „Refrakce“Lotto hovoří o tom, proč nevnímáme realitu takovou, jaká je, a jak to může vést k rozvoji kreativity a pomáhá znovu se podívat na práci, lásku, hru, vztahy s příbuznými a další důležité události našeho života.
Například, obraz citronu je jak vzhled (sekundární vizuální kůra), tak chuť (s jeho kortikálním územím) a dotyk, stejně jako slovo, to znamená, zvuk, způsob vyslovování, kontext použití, vzpomínky na to, jak matka dělala limonáda … "subdivize", jejichž neurony by se měly podílet na tvorbě takového obyčejného obrazu, lze bezpočet vyčíslit.
Vědecké termíny tvoří soubor neuronů dynamický vzorec činnosti neuronové sítě. Proč dynamický? Protože není vytvořen jednou provždy, mění se, jak získáváte zkušenosti, některá spojení oslabují, jiná posilují a samozřejmě se objevují nová. Reprodukovatelnost tohoto vzoru, tj. Schopnost všech, nebo spíše většiny členů souboru aktivovat, leží v srdci paměti. V souladu s tím je dynamika, o které jsme hovořili, nezbytnou podmínkou pro učení v širokém smyslu slova, učení jako adaptace.
Jakmile byl soubor určité skupiny neuronů vzrušený, jejich spojení s takovou společnou aktivitou byla posílena a pravděpodobnost, že následné buzení jednoho by aktivovalo určité procento dalších členů této skupiny, poté, co od něj obdržel elektrickou podporu, se mírně zvýšila. Čím více tam bylo společné opalování, tím podle Hebbovy vlády silnější byl tento gestalt („buňky, které spolu střílejí, drát dohromady“). Problém je v tom, že jeden neuron může vstoupit do nesčetných souborů, které se navíc v mozku každou sekundu nahrazují. Jejich přesné opakování je velmi nepravděpodobné, a proto objem všech životních zkušeností statisticky určuje naše vnímání a porozumění světu.
Podívejte se na tváře vašich blízkých. Co je třeba, abychom je nezaměnili s nikým? Na první pohled je otázka zvláštní. Tady je moje matka, já ji poznávám, i když mění barvu vlasů, účes, zhubne nebo přibírá na váze, úplně obnovuje svůj šatník, nakonec na konci maľuje obličej na Halloween. Pravděpodobně vás to příliš nepřekvapuje, ale věřte mi: z pohledu informačních systémů není popisovaná situace ani triviální. Řekněme, že váš přítel nemá nápadné rysy obličeje, jako je ošklivá jizva, rozštěp rtu nebo knír ve stylu Salvadora Dalího, není nic, co by mozek okamžitě a přesně umístilo to, co vidělo do složky Petya Bublikov. Jak algoritmizovat okamžité rozpoznání člověka, pokud považujeme mozek za velký počítač?
Problém agnosie je skvěle odhalen v díle slavného neurologa a popularizátora medicíny Olivera Sachse „Muž, který si svou čepičku prohlédl.“Hlavní postava, talentovaný hudebník, profesor, podle pozorování svých příbuzných začala mít „problémy se zrakem“. Profesor vlastně neměl oční choroby a absolutně fantastické nerozpoznání obyčejných, každodenních předmětů a tváří blízkých lidí bylo výsledkem vizuální agnosie.
Mimochodem, takové izolované poruchy nejsou běžné v praxi neurologa a rozhodně nejsou tak výrazné. Tyto poruchy obvykle narušují rozpoznávání „hlučných“, opakovaně přeškrtnutých obrázků ve zvláštních testech, ale nikdo nebere ženu za šatní skříň. Kromě toho patologický proces v mozku zpravidla není tak selektivní a destruktivní účinek se rozšiřuje na řadu vyšších duševních funkcí, proto je agnosie u pacienta smíchána s mnoha dalšími poruchami a stává se nemožným oddělit jeden od druhého.
Případ profesora je tedy fascinující a jeho chování s vysokou úrovní inteligence a kultury způsobuje skutečné zmatení. Pečlivě si prohlédne rukavici a bude se nesmyslně pokoušet definovat tento šatní předmět jako „srolovaný povrch s pěti kapsami“. Ano, takovým popisem je obtížné poznat, ale profesor má bohužel pouze vizuální abstrakce. Vezme nohu na botu - očividně, když věnuje pozornost obrysům a logicky promyšlí zbytek, nepozná svou vlastní tvář a bratra na fotografii, ale s Einsteinovým obrazem nebyly žádné problémy, protože zlověstný výstřel s jeho jazykem se stal prakticky mémem. Nakonec si své ženě zamýlí za klobouk a seznam výstředních hrdinů tam nekončí.
Sachsova kniha se může zdát hrůzostrašná nebo naopak legrační, ale otázka zůstává nesmírně zajímavá, jaký je svět profesora? Jak vypadá? A je slovo „vypadat“v této souvislosti jako dobrá věc? Faktem je, že vizuální prostor hrdiny, který se rozpadl na samostatné fragmenty, které se přestaly spojovat do smysluplných obrazů a proměnily se v shluk abstrakcí, byl nasycen hudbou.
Pokud člověk stál každý den za dopravním pásem, pak se vrátil domů, lehl si na pohovku, díval se na televizi a celý život to dělal, tj. „Chodil po vyznačených liniích“a nevyrovnával toto „nedostatečné využití“mozku, pak ve stáří se nebude cítit pouze potíže s pamětí a dalšími intelektuálními problémy, ale pravděpodobně fyzické problémy.
Zdálo se, že hrdina žil ve světě, který nakreslil Picasso, kde mezi přerušovanými čarami, tvary a skvrnami barev neexistuje způsob, jak pochopit podstatu toho, co se děje, a interagovat s těmito abstrakcemi.
Popsaný problém obsahuje mnohem hlubší vrstvy než „banální“potíže s rozpoznáváním a vytvářením „obrázku“. Je to přímo související s otázkami, jako je jev subjektivní reality vyplývající ze souboru různých signálů, zážitek ze zkušenosti a paměť jako možnost jeho částečné nebo úplné reprodukce. Jaký je účel takových kognitivních konstrukcí, které jdou daleko nad rámec nezbytného „vnímání a reakce“? Jaký je evoluční význam našeho mentálního života, pokud je jako reakce na chování nadbytečný, protože nezajišťuje naše přežití? A jak správné je srovnání mozku s počítačem ve světle všeho, co bylo řečeno?
Jak jsme již řekli, existují věci, které jsou pro mozek snadné, ale pro stroj s velkými obtížemi: okamžité zpracování obrázků, gestaltové vnímání, rychlé uvažování jako „vynalézavost“a mnohem více, které vyžadují každodennější inspiraci než přísné logické konstrukce.
Samotná myšlenka umělé inteligence je založena na předpokladu, že naše kognitivní procesy (a někteří vědci rozšiřují tento rozsah na všechny mentální reakce) jsou považovány za výpočet. Nemluvíme ale o aritmetice, ale o formálních operacích - o všem, co lze v zásadě naprogramovat. Dnes je jasné, že to není úplně pravda, a vědci AI jsou nuceni přehodnotit počítačové paradigma. Podle moderních kognitivních vědců, jako je T. V. Chernigovskaya a K. V. Anokhin, nemají architektury myšlení mozku prakticky nic společného s elektronickým výpočtem. Jazyk počítačové vědy je vhodný jako metafora, když mluvíme o zpracování dat, ukládání, přístupu, čtení atd. Ale základní princip počítačových algoritmů je zcela odlišný. Primární signalizační systém pro mozek,u kterého začíná kognitivní aktivita - obrazová; symbolický, musí se učit, a proto potřebuje sociální prostředí. Obrázky v naší hlavě jsou zpracovávány rychle, jak - zatím není jasné; Když jsou všechny věci stejné, počítač na to potřebuje více času, ale dokáže je analyzovat přibližně stejnou rychlostí jako mozek, jen proto, že jeho procesor je milionkrát výkonnější.
Stále více se hovoří o potřebě nové teorie. Například se pokouší vysvětlit vědomí kvantovými anomáliemi a dokonce se navrhuje přejít k kvantové kognitivní vědě, což by pomohlo překonat problém snižování temných jevů vědomí na fyziologické procesy.
Qualia, latinský termín subjektivní zkušenosti v celé své rozmanitosti, není kopií nebo dokonce souhrnem fyzických signálů přicházejících přes naše analyzátory. Mozek to buduje nezávisle a vytváří subjektivní obrazy, které jsou jedinečné pro každého jednotlivce. Dvě globální otázky dnešní neurovědy: „Jak vzniká qualia?“a „K čemu to je?“- zatím zůstávají nezodpovězeni. Objektivní výzkum je v tomto případě nesmírně obtížný, můžeme posoudit pouze qualii jiného, a to pouze prostřednictvím vlastního refrakčního média.
"Pokud jste uvízli v tabletu / telefonu - a tak každý den neočekávejte, že vám váš mozek poděkoval." Pokud člověk usne s těžkou otázkou v hlavě a neví, jak to vyřešit, příští ráno bude mít odpověď. Mozek nemá rád tuk a maso.
Renomovaný neurovědec Joseph Bogen, který se snažil definovat vědomí, našel dobrou analogii. Podle vědce je to „jako vítr: není možné ho vidět a chytit, ale výsledky jeho činnosti jsou zřejmé - ohýbání stromů, vln nebo dokonce tsunami“.
Shrnout. Jsme šťastní majitelé něčeho, co potřebujeme, ale vysoce oceňovaní a chválení umělci a básníky, vědomým zážitkem nebo vnitřním světem, což není jasné proč. Jeho obsah je značně zajímavý, ale původ tohoto jevu je mnohem zajímavější. Překvapující neurologické poruchy, jako jsou agnosie, nás jen přibližují k odpovědi na otázku, co je vnitřní realita. Obrovský pokrok v umělé inteligenci a strojovém učení nevedl k vytvoření něčeho skutečně vnímavého. Mezera mezi jednoduchým lidským pocitem a necitlivou neuronovou sítí, dokonce schopnou vést sentimentální nebo jinou „příliš lidskou“konverzaci, se zdá nepřekonatelná. Budeme někdy schopni poznat svou vlastní strukturu prostřednictvím hranolu subjektivní reality (a nemáme jinou možnost)? Tak či onak, pochopení celé řady problémů a problémů, kterým čelí neurověda, pouze prohlubuje naše vlastní vnímání a obohacuje naši osobní zkušenost, nutí nás uvažovat o jednoduchých věcech, rozumíme sobě novým způsobem a případně i jiným.