мозг, сознание, человек, живой организм

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

9 удивительных примеров того, как мы сами влияем на наш мозг
https://bestlavka.ru/9-udivitelnyh-p...-na-nash-mozg/

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Новая теория памяти – прорыв или утопия?

10 марта
11 тыс. дочитываний
5,5 мин.







В конце февраля в журнале Frountiers in Molecular Biology вышла статья Бенжамина Гульта (Benjamin Goult), в которой он предложил свою теорию формирования памяти. Эта теория смогла объяснить, в какой форме находятся воспоминания в мозге, почему порой они исчезают, почему мы способны вспоминать за считанные секунды, где физически находится память. Об этой статье сразу же написали в целом ряде новостных изданий, назвав теорию Гульта революционной. Но действительно ли это так?


Credit: Benjamin Goult
Бенжамин Гульт – профессор университета Кента в Великобритании. С 2006 года он занимался исследованиями белка талина у животных. Свою теорию он основывает на функционировании именно этого элемента, называя его “белком памяти”.
Прежде чем погрузиться в механистическую теорию памяти, попробуем в общих чертах вспомнить некоторые сведения из цитологии – науке, изучающей клетки.
Цитология
Наше тело и органы состоят из разного рода тканей, например, мышечной, нервной. Каждая ткань – это стабильная совокупность множества клеток, тех самых, которые мы активно изучали на уроках биологии в школе.
Клетки – основные «кирпичики» живого организма. Они состоят из ядра и целого ряда других органелл. У каждой клетки есть клеточный скелет – цитоскелет . Он необходим для того, чтобы поддерживать форму клетки, способствовать клеточной миграции, а также осуществлять транспортировку химических веществ внутри самой клетки. Один из основных компонентов цитоскелета – актин , формирующий в клеточной мембране множество нитей, играющих роль каркаса клетки.
Клетки, объединяясь в ткани, удерживаются вместе за счет связей, которые они образуют как друг с другом, так и со специальной структурой, в которой они “плавают” — внеклеточным матриксом.
Таким образом, внеклеточный матрикс – это своеобразный фундамент ткани, состоящий из ряда белковых молекул – гликопротеинов (например, коллагена) и протеогликанов,– за который цепляются клетки. Чтобы зацепиться за внеклеточный матрикс, клетка образует целый белковый комплекс, который можно сравнить с якорем.
Упрощенно представим себе, что наш якорь состоит из 3 белков . Один из белков – это интегрин. Он находится в клеточной мембране и соединяется с внеклеточным матриксом. Второй элемент – это актин, сам цитоскелет клетки. Соединительный элемент между ними – талин. Он упрочняет сцепление между актиновыми нитями и интегрином, который присоединяется к внеклеточному матриксу.


Credit : Focal Adhesion — YouTube
Белок памяти
Талин – белок-связка, который состоит из 13 спиральных белковых пучков. Каждый такой пучок может существовать в двух возможных видах: свернутом или развернутом. Если назвать свернутое состояние пучка – 0, а развернутое – 1, то получается, что один белок талина будет записывать некую информацию в виде двоичной последовательности, например: 0110 1111 0000 1.


Credit: Benjamin Goult / Frountiers in Molecular Biology 2021
Такая последовательность с помощью белка винкулина закрепляется и сохраняется на длительное время. Определенная последовательность спиральных пучков позволяет клетке сохранять гомеостаз в изменяющейся внешней среде. Стоит среде измениться, возникает механическое напряжение, которое талин улавливает, на которое он реагирует.
В результате он словно вычисляет новую формулу стабильности, преобразуя последовательность спиральных пучков. Эта новая последовательность вернет клетку в стабильное состояние. Таким образом, в талине происходит обработка информации из внешней среды, итогом которой становится новая двоичная последовательность.
На уровне нейронов
Каждый нейрон – это клетка. Поэтому все то, что было описано выше, применимо и к мозгу. Каждый синапс имеет привязку к внеклеточному матриксу, осуществляемую с помощью интегрина и талина. Если синапс активирован, пресинаптический нейрон осуществляет транспортировку нейромедиаторов в постсинаптический клетку. Этот процесс изменяет окружающую среду клетки, вызывая механические колебания, улавливаемые талином (ведь выброс нейромедиатора требует определенной механической силы). Белок “вычисляет” новую двоичную последовательность, которая возвращает его в стабильное состояние.
Полученные двоичные последовательности далее считываются лигандами (молекулами-«соединителями») в нейроне. В зависимости от того, свернуты ли пучки талина или развернуты, в процессе считывания участвуют разные лиганды.


Credit: Benjamin Goult / Frountiers in Molecular Biology 2021
По итогу считывания каждый синапс имеет свой набор лиганд, своеобразную лигандную маркировку. В зависимости от этой маркировки в нейроне начинают осуществляться глобальные структурные изменения: изменяется количество протеинов в синаптических окончаниях, синапс видоизменяется, увеличиваясь или уменьшаясь. Часть протеинов приходит в активный синапс из других пассивных нейронных терминалей.
Число используемых протеинов в клетке постоянное, оно регулируется на генетическом уровне, поэтому чтобы доставить дополнительный протеин в активный синапс, необходим его отток из других. Клетка организуется таким образом, чтобы более важный, активный синапс был в состоянии боеготовности и мог при необходимости передать сигнал другой клетке.
Таким образом, новая структура (конформация) талина изменяет сам нейрон, а также вероятность возникновения потенциала действия (путем регулирования порогового значения нейрона).
На уровне организма
По периметру синапса для каждого нейрона содержится несколько “якорей”, в каждом из которых есть своя последовательность из «нулей и единиц». Эту последовательность можно объединить в одну более длинную, которая будет кодировать текущее состояние конкретного синапса.


Credit: Benjamin Goult / Frountiers in Molecular Biology 2021
А так как синапсов в мозге около 100 триллионов, то получается, что все двоичные последовательности вместе взятые кодируют в мозге текущее состояние организма, которое зависит от внешней среды.
Гульт предполагает, что именно такая двоичная последовательность пучков в белке талине представляет собой основу сохранения информации в мозге. Такую последовательность он называет MeshCode .
По гипотезе ученого, нейронная сигнализация изменяет этот самый код, из-за чего происходит биологическое вычисление – поиск стабильного состояния белка. Конформация белка, в свою очередь, влияет на нейрон. И так далее.


Credit: Benjamin Goult / Frountiers in Molecular Biology 2021
Организация памяти
Но что же дальше? Если каждое наше воспоминание – это запись мгновенного состояния организма, то как в таком количестве информации мозг ориентируется? Почему мы вспоминаем порой за долю секунды, не теряя времени на поиск информации? Создается впечатление, что каждое воспоминание находится на своем четко определенном месте, и чтобы что-то вспомнить, мозг просто направляет энергию в нужные нейроны.
Гульт предполагает, что подобная клеточная организация памяти похожа на ячейки в жестком диске компьютера. Роль самого жесткого диска играют нейронные колонки коры головного мозга. Кортикальный модуль (или жесткий диск, если хотите), состоит из шести слоев нейронов, направленных перпендикулярно поверхности коры.


Credit: public domain
Каждая колонка содержит свою структуру и имеет более 10 000 синапсов, в которых есть несколько десятков или сотен белковых комплексов с талином. Такие колонки могут играть роль модулей памяти, позволяющих четко организовывать наши воспоминания, категоризировать их и хранить в определенном месте в зависимости от типа.


Credit: Benjamin Goult / Frountiers in Molecular Biology 2021
Гульт предполагает, что мозг имеет своеобразную карту воспоминаний, которая и позволяет ему быстро ориентироваться во всей информации. Ученый считает, что такая карта создается благодаря деятельности гиппокампа. Эта структура мозга принимает новую информацию, распределяет ее в свободные модули памяти и индексирует таким образом, чтобы в нужный момент эту информацию можно было легко обнаружить.
Как гиппокамп организует нашу память
Гиппокамп не сохраняет информацию, вместо этого он осуществляет ее первичную обработку и затем распределяет по модулям памяти. То есть он играет роль дирижера запоминания.
Основная работа гиппокампа, по мнению Гульта, происходит ночью, когда мы спим. В фазе медленного сна организм осуществляет обработку всей информации за день: через изменение белка талина, лигандного считывания, а также через изменения структуры нейронов.
Затем, в фазе быстрого сна, гиппокамп передает (электрохимически) получившийся код в свободные модули памяти в коре мозга. Именно поэтому в фазе быстрого сна наблюдается высокая активность мозга.
Такой цикл повторяется несколько раз за ночь, что позволяет записать всю информацию в коре и индексировать ее наиболее эффективным образом.
Ряд современных исследований также показал, что во сне мозг убирает ненужные воспоминания из гиппокампа, очищает его и подготавливает для приема новой информации в течение следующего дня.
Проблемы памяти
Почему порой человек не может вспомнить какое-либо событие? Это происходит из-за того, что нарушается координация механизма двоичного кодирования в талине. Например, из-за гипоксии или во время болезни Альцгеймера (вследствие негативного влияния тау-белка и бета-амелоидов).
Возрастные проблемы памяти также могут быть вызваны неполадками двоичного кодирования. Из-за того, что с возрастом теряется целостность нейронных связей, талин хуже реагирует на изменения окружающей межклеточной среды.
Критика
Революционная теория на самом деле продолжает множество работ в области молекулярной биологии памяти. Вклад в эту область внесли и Эрик Кандель, и Константин Анохин, и Лари Сквайр, и многие другие. Благодаря вкладу этих ученых стало ясно, что память – это изменения в синапсе, клетке и даже в экспрессии генов.
На текущий момент эта теория стремится описать множество процессов в мозге, тем самым представляя собой своеобразную “теорию всего”. Однако, зачастую, именно это не позволяет ученым увидеть полную картину реальности, так как с помощью одной теории или одного явления описывается абсолютно все (от памяти до сна).
Теория Гульта не объясняет, почему же в момент воспоминания большая активность наблюдается в префронтальной коре мозга, также не отвечает на вопрос, как без гиппокампа может формироваться несознательная моторная память (как в случае с Генри Молисоном ). Помимо этого, она базируется лишь на одном механочувствительном белке – талине, в то время как их несколько, и каждый может подобным образом участвовать в формировании памяти.
Однако, данная теория – интересная попытка дать ответ на вопрос “что же такое воспоминание с точки зрения мозга”. И если мозг действительно запоминает бинарными комбинациями множества спиральных пучков белка талина, то в будущем этот подход позволит не только лечить проблемы памяти, но и сохранять память личности вне самого человека, на внешних информационных носителях.
Текст: Никита Отставнов

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Мы теряем мозг: почему выживает глупейший

Происхождение человеческого мозга относится к главным загадкам эволюции и к одной из наиболее дискуссионных тем в биологической науке. Почему в какой-то момент времени эволюция поддержала развитие мозга у одной из ветвей приматов? Почему мозг так стремительно вырос за столь короткий период? И почему в течение 30 000 лет мозг homo sapiens постоянно теряет в весе?





Чтобы ответить на эти вопросы, придется обратиться к интересным метаморфозам, происходившим с древнейшими предками человечества миллионы лет назад. До появления человека эволюция совершалась традиционным способом. «Топливо» эволюции — полиморфизм, вариабельность, изменчивость внутри одного вида. Если внешние условия обитания не изменялись, признаки вида сохранялись более-менее консервативно, если же условия претерпевали изменения, то полиморфизм позволял выжить тем существам, у которых оказывались более пригодные для изменившихся условий качества. А вот когда изменчивость признаков не перекрывала изменившихся условий, популяция вымирала. Естественный отбор — это вечное противостояние множественности признаков и давления среды. Сумели животные отыскать себе еду — хорошо, не сумели — вымерли. Есть возможность размножаться — хорошо, нет — все опять же вымерли.
Скальпель и доля


Лобная доля, ставшая морфологической основой человеческого интеллекта, изначально имела задачу торможения животных инстинктов.
Только благодаря любной доле человек способен отказаться от еды, поделившись ею с ближним и поддержав тем самым отношения внутри социума. И этому есть одно простое доказательство.
Все знают, что некоторые дамы, слишком сильно озабоченные похудением, стараются есть как можно меньше, и при достижении веса около 40 кг у них нередко начинается болезнь под названием анорексия. Больных анорексией заставить есть практически невозможно, и современная медицина бессильна помочь этим несчастным. В итоге эти женщины безвременно уходят из жизни. Зато лет 60 назад, когда медицина была не столь гуманной, больным анорексией вводили острый скальпель в нижнюю часть височной области и отсекали лобную долю. Через некоторое время у пациенток восстанавливался аппетит и менструальный цикл и они возвращались к нормальной жизни. Ну или почти нормальной. Та часть мозга, которая вопреки животным инстинктам давала нам возможность отказаться от еды, переставала работать и мысль о неприятии еды человека больше не посещала.
Лобная доля поддерживала общественные связи у древних гоминид. Кто оказывался не способен делиться едой, того съедали самого или изгоняли. Поэтому всего за несколько миллионов лет лобные области мозга очень быстро выросли и однажды стали основой разума.

Человек — естественная часть природы, и долгое время эволюция человеческого мозга шла по тем же биологическим законам. Шла она не то чтобы очень быстро, да и само появление приматов (около 65 млн лет назад) нельзя считать какой-то вершиной эволюции — это не что иное, как приспособление млекопитающих к жизни на деревьях. Настоящая человеческая история в обезьяньем мире началась в тот момент, когда возникли необычные условия, то есть та самая переходная среда, которая в корне изменила характер эволюции человеческого мозга. Понятно, что ни с того ни с сего столь серьезные перемены, приведшие в конечном итоге к появлению homo sapiens, произойти не могли. Чтобы объяснить причину этих революционных преобразований, масса теоретиков склоняется к разным формам так называемой речесоциально-трудовой теории. Дескать, человек стал общаться, стал трудиться, и тогда мозг начал радикальным образом меняться. Однако эта теория не выдерживает даже поверхностной критики. Сейчас известно много видов животных, использующих орудия, системы сложных коммуникаций и развитую структуру сообществ, но это так и не привело к появлению крупного мозга. Так что же произошло?

Рай находился в Африке

Судя по всему, архетип человеческого мозга сформировался в определенной уникальной среде в результате длительного биологического процесса. В какой-то момент времени, примерно 15 млн лет назад, на востоке Африки сложились очень благоприятные условия для жизни любых млекопитающих. Тогда в субтропиках или в тропиках, в полузатопленных местах, в неглубоких проточных водоемах в огромных количествах размножались какие-то вкусные и питательные животные — беспозвоночные или рыбы. На этих существах паразитировало огромное количество птиц и других животных. Среди последних и оказались наши далекие предки — тогда они были чуть поменьше современных шимпанзе. И в наши дни в Норвегии можно увидеть, как во время нереста сельди медведи заходят на задних лапах вводу и, стоя там по грудь, черпают лапами икру и едят ее, пока не насытятся. Вот и нашим предкам достаточно было войти в воду и слегка почерпать лапками, чтобы наесться.

Такой полуводный образ жизни, кстати, хорошо объясняет происхождение двуногости. Понятно, что чем дальше животное может зайти в воду, тем больше оно сможет собрать там пищи. Но заходить на глубину на четвереньках неудобно, поэтому и норвежские медведи, и многие современные приматы вступают в воду, стоя на двух ногах. При этом передвижение на двух ногах освободило передние конечности, которые тоже пригодились. Поскольку, как уже говорилось, водные животные стали обильной пищей птицам, последние активно размножались, а значит, несли яйца. Чтобы доставать яйца из гнезд и употреблять в пищу, предкам человека нужны были руки.








Если фрукты для лазящих животных легкодоступны, то получение белковой пищи дается приматам с большим трудом. В погоне за мясом современные обезьяны охотятся даже на других обезьян. А вот в «африканском раю», сложившемся 15 млн лет назад, с высококачественной белковой пищей у тогдашних приматов не было никаких проблем: икра и птичьи яйца находились почти на расстоянии вытянутой руки. Все это привело к формированию группы животных, практически выпавших из системы отбора: зачем меняться, если условия среды близки к райским? Однако, как известно, при избытке пищи животных вообще ничего не интересует, кроме размножения. Обилие еды, таким образом, усилило конкуренцию при размножении и, как следствие, стало причиной гонки за доминантность.

Мысль изреченная есть ложь
Одним из последствий сложившейся ситуации стала речь, которая, по-видимому, зародилась как раз в «райский» период. Речь могла возникнуть как способ организации совместных действий, а начиналась, возможно, с простых звуков или, например, пения, как у современных гиббонов. Кстати, у гиббонов в мозге есть такие же поля, как и в мозге человека, и именно там у нас локализуется речь. Далее на этой базе уже возникла речь, используемая не как средство общения, а как средство имитации. Можно было впечатлить самку реальными успехами на охоте и обильной добычей, что добавляло самцу привлекательности, увеличивая шансы на передачу своего генома будущим поколениям. А можно было ей об этом просто рассказать и заполучить в ее глазах те же лавры победителя, не прилагая реальных усилий. В биологическом мире все поддерживается именно в такой пропорции: чем меньше действий и больше биологического результата — тем эффективней событие. Поэтому имитация действия с помощью речи стала бесценным качеством у архаичных антропоидов. Речь стала выгодным продуктом, и на нее начал действовать интенсивный отбор, поскольку она позволяла достигать результата в размножении. По сути дела, речь возникла как форма обмана, а обман был эффективен и тогда, и в наши дни.



На схеме отчетливо видно, что мозг австралопитека, считающегося непосредственным предком человека разумного, заметно уступал по весу и объему мозгу современной гориллы. Но уже homo erectus значительно опередил по объему мозга человекообразных обезьян: 900–1200 см^3 против 600 см^3.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Итак, пока в райских условиях пищи хватало с лихвой, естественный отбор практически не действовал, работал разве что половой отбор, о котором говорил Дарвин. Все изменилось тогда, когда изменились места нереста водных животных, сформировавших эту переходную среду. И примерно 5 млн лет назад бедные антропоиды остались у разбитого корыта. Пища исчезла. Что у наших предков было в активе? Зубы, которые уже стали почти человеческими? Этими зубами даже ничего толком откусить нельзя. Они были гиперспециализированы под качественную и легко пережевываемую белковую пищу. Есть и другие объяснения возникновению человеческих зубов — некоторые антропологи считают, что они трансформировались тогда, когда антропоиды слезли с деревьев и ушли в полубуш, чтобы вырывать из земли и поедать корешки. Но мало того что на зубах человека нет никаких следов их якобы использования для перетирания корешков — не понятно и то, зачем было слезать с деревьев и отказываться от плодов в пользу корнеплодов.

«Халява» как наркотик


Вопреки распространенным взглядам, интеллект сам по себе в современном обществе никаких особых преимуществ не дает. Любая умственная деятельность лишь тогда приносит результаты, когда имеет под собой биологическую «подложку», три главных стимула – еда, размножение, доминантность. Без стимулов мозгу работается тяжело. Мозг является энергозависимой системой, и он настроен на то, чтобы ничего не делать. Ведь даже пока человек расслаблен, мозг, составляющий 1/50 веса тела, потребляет 9% энергии организма. Как только мы задумываемся, энергопотребление повышается до 25% энергии. Четверть от всего, что мы вдохнули, съели и выпили. Поэтому мозг поощряет безделье и получение благ без умственных затрат. Неожиданно свалившиеся деньги, ужин в ресторане за чужой счет, приятный подарок – все это наполняет нас светлой радостью. Это мозг насытил кровь серотонином – «гормоном счастья», лишь на одну аминогруппу отличающимся по химическому составу от ЛСД. Но если мы решили заработать честным интеллектуальным трудом и напрягли мозг, он проявляет недовольство и начинает вырабатывать совсем другие вещества. Они вызывают в нас раздражение, преждевременную усталость, желание срочно попить, поесть, сходить в туалет. Лень мозга может стать причиной реального расстройства кишечника. Мозг как бы говорит нам: бросай работу и займись поиском бесплатных благ.

Что там зубы — у вышедших из «рая» предков человека не было ни когтей, ни быстрых ловких ног, ни шерсти, которая исчезла, видимо, благодаря полуводной среде обитания. С таким печальным наследством большая часть антропоидов, конечно же, вымерла, но остальные стали использовать единственный свой ресурс, на который не действовал отбор, — мозг. Тут-то и началась биологическая эволюция человека.

Ишь ты какой умник!

И она пошла по очень интересному пути. Когда разные группы австралопитеков занялись поиском пищи, на них впервые стал действовать биологический отбор. И тогда они стали объединяться в большие группы и утрачивать те биологические качества, которые позволяют выживать отдельным животным. Теперь отбор благоприятствовал лишь тем, кто мог существовать в группе. Они-то и выживали, размножались и переносили геном в следующие поколения. А кто не мог — из такой группы элиминировался. Мы и сейчас видим это на примерах человеческих общностей, которые ради сохранения среднего уровня отношений отбрасывают как «корешки», так и «вершки», то есть избавляются как от социопатов, так и от самых способных и талантливых. В общностях австралопитеков этот процесс шел полным ходом, и принудительная элиминация самых буйных и самых умных привела к миграциям с прародины человечества — Африки.

Если разложить по этапам историю миграции человека из Африки, то получается следующая картинка: асоциальные и наиболее интеллектуальные особи мигрировали, создавали новую оседлую группу, и в этой оседлой группе мозг оказывался в среднем больше, чем у членов исходной группы. Затем новая группа становилась более социально стабильной, а всех, кто разрушал стабильность, — опять «вышибали», они опять мигрировали и образовывали за счет высокого полиморфизма новую группу. И при каждой следующей миграции мозг чуть-чуть увеличивался. Сначала группы «изгоев» путешествовали по Африке. Представители homo erectus уже заселили Евразию. Все это время мозг продолжал расти. Если мы посмотрим на антропогенез в той его части, где он хорошо палеонтологически и археологически представлен, то окажется, что на протяжении эволюции каждого вида гоминид мозг непрерывно увеличивался. В частности, у homo erectus он первоначально весил около 900 г, но постепенно вырос до 1200 г.



Альтруистический интеллект

Получается, что в стабильной социальной группе любых ранних и поздних гоминид действовал непреложный закон искусственного отбора. И именно в этом заключена квинтэссенция эволюции мозга человека.

Никакой эволюции и естественного отбора не хватило бы, чтобы всего за 4,5 млн лет наш мозг проделал путь от мозга шимпанзе к мозгу homo sapiens. Но если происходит селекция по социальному принципу, эволюция невероятно ускоряется. Благодаря жесточайшему внутреннему искусственному отбору.

Вот вопрос: что трудно отнять даже у любимой собаки? Конечно, вкусную еду — кусок колбасы или косточку. В животном мире пищей не принято делиться — наоборот, животные стараются отнять еду друг у друга любым способом. Украл — значит, наелся, наелся — значит, получил преимущество в размножении. В человеческом же социуме едой принято делиться. И вот, как выяснилось, нижняя часть лобной области человеческого мозга потребовалась нам для того, чтобы мы могли отказаться от пищи. Иными словами, лобная область, считающаяся морфологической основой интеллекта, исторически развивалась не для того, чтобы думать о высоком или играть в шахматы. Не было в те далекие времена ни «высокого», ни шахмат. Главной задачей этой части мозга стало торможение животных инстинктов. Ибо только делясь едой, можно было поддержать взаимодействие и общение в группе.



Плод пирровой победы

Человечество расселялось по планете, наращивая объем мозга, и наконец на историческую сцену вышли две крупные группы — неандертальцы и кроманьонцы. У представителей обеих групп мозг достиг огромного размера — 1560−1600 г. Однако при том что мозг по массе был одинаков, стратегия поведения и результаты отбора оказались разные. Неандертальцы были мощными, сильными, умными существами, которые селились очень маленькими семьями. Они придумывали орудия и вообще, возможно, были более интеллектуальными, чем homo sapiens sapiens. Но отбор, связанный с поддержанием бесконфликтных ситуаций в группах, на них не действовал. А кроманьонцы, похоже, были туповатыми, ограниченными, но их мозг прошел больший путь социализации. Жестокий отбор приспособил их к общественному образу жизни. Каков же оказался результат конкуренции? Когда на трех жуков нападает банда муравьев, она их уничтожает. Примерно так же кроманьонцы расправились с неандертальцами. И дальше мы, сапиенсы, пожали печальные плоды своей победы. 30 000 лет назад социальный отбор, который тогда, в условиях конкуренции, требовал колоссальных усилий со стороны сапиенсов, прекратился. И ситуация вернулась в каком-то смысле к началу пути: ускорился отбор людей по социальной адаптированности, только теперь отдельные слишком умные «изгои» не могли повлиять на ситуацию — общество стало слишком большим. А безынициативные особи с посредственными данными, способные к плодотворному общению и коллективным действиям, получали преимущество. Кто мог выполнять правила игры в группе, какими бы они ни были идиотскими, получал возможность размножиться и перенести геном в следующее поколение. Кто нарушал правила — тот не размножался. Так мозг постепенно и уменьшился с 1600 до 1300 г, и надо сказать, что подобный регресс не наблюдался ни у одного вида за всю историю гоминид.

Есть ли у мозга шансы на биологический прогресс? Скорее всего нет, по крайней мере до тех пор, пока действие биологического отбора будет подменяться искусственным социальным отбором. Преференции получают наиболее общественно адаптированные люди, а наличие маленького мозга в большинстве случаев им не мешает.

Автор — доктор биологических наук, профессор, руководитель отдела эмбриологии НИИ морфологии человека РАМН

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

После смерти в мозге человека усиливается активность «зомби-генов»



24 марта 2021, 14:18
Известно, что некоторые клетки мозга остаются живыми в течение некоторого времени после того, как сердце человека останавливается. В новом исследовании, опубликованном в Scientific Reports, ученые показали, что активность некоторых из них даже увеличивается в течение суток.

После смерти в мозге человека усиливается активность «зомби-генов» Фото: ru.freepik.com Автор:Что сделали ученые

Ученые из Иллинойсского университета исследовали свежие ткани головного мозга людей, которые были удалены при хирургическом лечении эпилепсии. При таких операциях удаляют участки мозга, которые ответственны за начало приступа.
В эксперименте ученые оставляли образцы тканей мозга при комнатной температуре до 24 часов. В течение этого времени они периодически проверяли активность клеток этих тканей и их генов.
Что обнаружили ученые

Ученые сравнили активность разных типов генов. Первая группа – гены «домашнего хозяйства», которые отвечают за основные функции клеток. Они интересны тем, что их активность (экспрессия), в отличие от активности других генов, практически одинакова во всех тканях организма. После «смерти мозга» их экспрессия оставалась на постоянном уровне в течение всех 24 часов.
Вторая группа генов – «нейрональные». Они экспрессируются в нейронах и отвечают за обеспечение основных функций мозга (памяти, мышления). Через 12 часов их активность стала снижаться.
Третью группу генов в пресс-релизе исследования ученые условно назвали «зомби-генами». Она отвечала за работу нейроглии – вспомогательных клеток нервной системы. Активность этих генов увеличивалась после «смерти» в течение 24 часов наблюдения. Паттерн усиления экспрессии достиг пика через 12 часов. Параллельно с этим на фоне дегенерации нейронов глиальные клетки увеличивались в размерах, у них появлялись новые отростки.
Стало известно, через какое время после смерти человек действительно мертв
После того, как врачи фиксируют смерть человека, его сердце может подавать признаки жизни. Однако это не дает надежды на то, что оно забьется снова.
Читать статью
«То, что глиальные клетки увеличиваются после смерти – не очень большой сюрприз, учитывая то, что у них есть противовоспалительная функция и они должны очищать мозг после повреждений, которые случаются, например, при нехватке кислорода и инсульте», - сказал Джеффри Лоуб (Jeffrey Loeb), профессор Иллинойсского университета, соавтор исследования.
Зачем это нужно знать ученым

Полученные учеными данные – не просто любопытная информация. Эти результаты должны повлиять на методологию исследования мозга.
«В большинстве исследований предполагается, что все процессы в мозге останавливаются после того, как сердце перестает биться, однако это не так. Наши данные нужны для того, чтобы интерпретировать исследования на тканях человеческого мозга. Раньше количественные показатели посмертных изменений не были изучены», - объяснил Лоуб.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Экспериментально подтверждено базовое уникальное отличие Homo

29 апреля
5 тыс. прочитали
2,5 мин.







169 нравится




Это новый аргумент в пользу вычислительной теории разума







Источник: “Sensitivity to geometric shape regularity in humans and baboons: A putative signature of human singularity”

Мы — не венец природы, а лишь один из возможных вариантов разума, созданных эволюцией по различным «техзаданиям».

✔️ Но что конкретно, что за уникальное качество было «записано в техзадании» Homo, чего не было в «техзадании» человекообразных обезьян?

Есть несколько гипотез, отвечающих на этот вопрос. Но точного ответа мы никогда не узнаем. Ибо земная эволюция — неповторимый эксперимент. И как там было в точности никто уже не докажет.
При этом все согласны, что уникальность людей в умении создавать и манипулировать очень сложными структурами: языка, математики, музыки … Но такой ответ лишь порождает новые вопросы.

✔️ На чем основаны эти уникальные умения людей?

✔️ Какого базового свойства нет в «когнитивном стартере» разума животных, без чего эти умения не смогли у них сформироваться?

✔️ И главное, — можно ли отсутствие этого базового свойства экспериментально обнаружить у наиболее когнитивно близких нам животных?

Новое исследование “Sensitivity to geometric shape regularity in humans and baboons: A putative signature of human singularity” ответило на все три вопроса.
Оказалось, что прав был Галилей, -

«мироздание написано математическим языком, а его буквы — это треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без которых люди не смогли бы понять ни слова».

Исследование экспериментально подтвердило — интуиция геометрии (интуитивный математический “язык мышления”) присутствует у людей, но отсутствует у бабуинов.
Простое задание — найти, какая из шести геометрических фигур отличается, выполняется людьми и бабуинами совершенно по-разному. Люди, независимо от культуры и образования, чувствительны к наличию геометрических закономерностей (прямые углы, параллелизм, симметрия …) и выполняют даже элементарные задачи визуального восприятия совсем не так, как бабуины.
Для объяснения распознавания объектов бабуинами достаточно модели вентрального зрительного пути. Но для объяснения распознавания людьми необходима символическая модель. Эти результаты доказывают: склонность человека к символической абстракции, даже при решении элементарных задач восприятия формы фигур.
Для справки.

• Самым ранним гравюрам, приписываемым Homo sapiens, состоящим из треугольной сетки параллельных линий, около 73000 лет.
• Даже Homo erectus уже рисовал абстрактные узоры примерно 540 000 лет назад.
• Нечеловеческие приматы никогда не создают структурированные фигуры, если им предоставляется возможность рисовать.
• Напротив, разнообразие и абстрактность рисунков маленьких детей поражает. Предыдущие исследования показали, что даже дошкольники и взрослые аборигены Амазонки уже обладают сложной интуицией в геометрии, формирующей интуитивный математический “язык мышления”.
• Эти предыдущие результаты предполагали, но не доказывали, что люди обладают гораздо более глубоким уровнем понимания абстрактных свойств геометрии, чем другие приматы.
• Целью нового исследования было разработать простой эмпирический тест, способный проверить эту гипотезу.
  И это удалось сделать.

Наличие у людей спецумения оперировать интуитивной геометрией многоугольников может также стать новым аргумент в пользу вычислительной теории разума.




Полигональная графика (картинка, состоящая из многогранников — полигонов), появилась в 3D моделировании для создания видеоигр. Там полигон — это минимальная поверхность, элемент, из которого складываются каркасы форм любой сложности. Чем больше полигонов, тем более детализованной будет модель.




Преимущество такого представления 3-х мерного мира в том, что у объектов полигональной графики низкое разрешение, обеспечивающее высокую скорость рендеринга. Отображение объекта как бы в виде его каркаса позволяет экономить ресурсы вычислительного устройства для реализации более продвинутого разума.

Чем и воспользовалась эволюция.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Дэниел Грэм: Ваш мозг — не компьютер

22 марта
420 прочитали
3 мин.







28 нравится




Профессор психологии Колледжей Хобарта и Уильяма Смита призывает перестать сравнивать мозг с вычислительными машинами


Иллюстрация: Elexoma Medic

Скорее всего, недавно, а может быть даже сегодня вы использовали одну из этих фраз:

«Мне нужна перезагрузка».
«Я копаюсь в своей памяти».
«Мой мозг нуждается в обновлении».
«У меня сбой в системе».
«Я завис».
Используя эту лексику, мы сравниваем мозг с компьютером. Мне интересно, как компьютерная аналогия в отношении работы мозга влияет на нашу повседневную жизнь.
Мы по умолчанию предполагаем — сознательно или нет — что работа мозга аналогична тому, как устроен компьютер. В какой-то степени это оправдано, поскольку человеческий мозг действительно совершает какие-то вычисления при выполнении некоторых задач. Компьютерная аналогия руководила нейробиологией более полувека. Это помогло сделать важные открытия о фундаментальных процессах работы мозга, например о том, как происходит визуальное восприятие.
Но сейчас мы достигли момента, когда польза от этого подхода снижается. Компьютерная аналогия сбивает нас с толку. Мы оказались в ловушке этой логики, из-за чего построение моделей работы мозга становится все более непоследовательным. Но недостатки подхода имеют значение и для повседневной жизни.
Когда что-то идет не так в работе ноутбука, первая реакция большинства ИТ-специалистов — «попробуйте перезагрузить компьютер». Это клише не безосновательно: часто перезагрузка решает проблему. А когда проблемы компьютера слишком серьезны, полезным, но радикальным решением будет «стереть» память и повторно инициализировать машину.
И люди хотят такого же ловкого и эффективного метода для своей жизни. В середине XX века появился способ привести мозг-компьютер в чистое, безошибочное состояние — электросудорожная терапия (ЭСТ) или «электрошок». Сегодня эту процедуру регулярно характеризуют как своего рода жесткую «перезагрузку» разума. В редких и трудноизлечимых случаях депрессии и других состояний ЭСТ бывает эффективной. Но для подавляющего большинства людей она непригодна и бесполезна.
Не нужно стремиться и к более мягкой перезагрузке. Конечно, такие типы «перезагрузки», как отдых, совместное время с друзьями, физические упражнения, могут быть полезны для психического здоровья. Но при этом важно понимать, что эти действия успешны не за счет перезапуска мозга, а за счет его обогащения и того, что вы правильнее используете его. Резкий сброс невозможен — или нежелателен.
А как насчет «поиска в банках памяти»? Нейробиологам уже много лет известно, что человеческая память работает не так, как память компьютера. Наши знания о прошлых событиях включают сложные ассоциации между многими видами информации: всевозможные сенсорные данные (зрение, слух, обоняние, вкус и т. д.), физическое место, где произошло событие, выгода, которую мы тогда получили, и так далее. И каждый раз, когда мы что-то вспоминаем, это воспоминание меняется.
Если бы память компьютера работала таким образом, он был бы бесполезен. Вместо этого компьютеры используют полностью детерминированную и не допускающую потерь стратегию для хранения данных в фиксированном месте. Процессор компьютера извлекает ее и каждый раз с безупречной точностью помещает обратно в одно и то же место. Эта концепция, возможно, помогала на первоначальном этапе исследования человеческой памяти, но сегодня она устарела.
Но компьютерная аналогия не просто нецелесообразна, она также бесполезна. Понимая принцип работы памяти, человек может использовать ее реальные механизмы. Запоминание можно улучшить с помощью пространственной мнемоники или так называемого подхода «дворец памяти». Идея состоит в том, чтобы создать сеть ассоциаций между различными видами информации и связать ее с определенным географическим якорем, например, с различными частями дома, в котором вы выросли. На мой взгляд, эту сеть легче представить себе, как нечто похожее на интернет. В любом случае, всем полезно помнить, что наши воспоминания — и воспоминания других людей — изменчивы. Воспоминания не фиксируют прошлые события с полной точностью, какими бы яркими они ни казались.
Конечная точка сравнения работы мозга с компьютером — это идея, что мозг совместим с реальными гаджетами и может быть соответствующим образом модернизирован. Интерфейс мозг-компьютер — грандиозная мечта многих исследователей и руководителей бизнеса. Например, Илон Маск воплотил эту идею в компании Neuralink.
Мысль состоит в том, чтобы хирургическим путем устанавливать компьютерные порты в головы людей. Предполагается, что интерфейс сможет не только считывать вычисления мозга — например, «загружать» воспоминания — но также и передавать внешнюю стимуляцию от компьютеров к мозгу, тем самым улучшая мышление. Буквально на этой неделе партнер Маска, поп-музыкант Граймс, вызвался стать одним из первых подопытных кроликов, которому сделают такую операцию.
Всякому, кто задумывается о подобном вмешательстве, стоит напомнить о случае Фила Кеннеди, американского невролога и евангелиста мозгового интерфейса, которому вставили электронный имплантат в мозг в попытке создать такой интерфейс. Операцию пришлось провести в Белизе, потому что ни один нейрохирург США не согласился на нее. В течение нескольких недель после имплантации Кеннеди страдал от серьезной потери речи, а также испытывал проблемы с движением. История его испытаний изложена в увлекательной и душераздирающей статье Дэниела Энгбера в Wired в 2016 году:

Днем, когда действие анестезии закончилось, вошел нейрохирург, снял очки в металлической оправе и показал их перевязанному пациенту. «Как это называется?» — спросил он.
Фил Кеннеди мгновение пялился на очки. Затем его взгляд метнулся на потолок и телевизор. «Эээ… эээ… эй… эй, — забормотал он через некоторое время, -… эээ… эй… эй».

Цель Кеннеди была благородной и альтруистической: он хотел лучше понять, как человеческий мозг генерирует речь. Цели развить собственный разум он не преследовал. Но он руководствовался ошибочной компьютерной аналогией, которая подразумевает, что действия человеческого мозга можно напрямую прослушивать, считывать и улучшать. В конце концов он восстановил речь, но его эксперименты над собой не привели к лучшему пониманию работы мозга. Невероятно, но сегодня Кеннеди по-прежнему искренне верит в мозговые интерфейсы.
Помимо полного безрассудства неоправданных операций на головном мозге, существует множество других проблем с интерфейсами мозг-компьютер. Что произойдет, когда порт в мозге устареет? Жизненный цикл любой автономной цифровой технологии составляет, если повезет, десятилетие или два. То же самое, несомненно, будет относиться и к портам для мозга, и к программному обеспечению, которое им потребуется. Больше всего проблем возникнет, если устаревший порт будет расположен в важной части мозга, такой как двигательная или речевая область. Его удаление чревато серьезными и непоправимыми повреждениями. Отсоединенные электроды навсегда останутся в коре головного мозга Кеннеди и вполне могут принести негативные последствия в будущем. (Многие другие причины скептицизма в отношении интерфейсов мозг-компьютер и иных трансгуманистических инициатив описаны в беспристрастной, но в конечном итоге порицающей книге Марка О’Коннора «Искусственный интеллект и будущее человечества».)
Человеческий мозг нельзя обновить, как компьютер, потому что это не компьютер. Он — гораздо большее. Да, вычисления входят в число его многочисленных задач. Но я считаю, что эта аналогия больше не помогает нейробиологам, и пора всем остальным тоже перестать представлять себе мозг таким образом.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Мы — больше, чем наш мозг. Как устроен самый сложный объект во Вселенной?





Последний релиз человеческого мозга вышел 50 000 лет назад, после чего орган перестал обновляться: умение адаптировать окружающую среду к своим потребностям и коллективная жизнь практически остановила его эволюцию. Всё это время отсутствие модернизации не вызывало затруднений, пока в XX веке люди не сделали основным продуктом производства и потребления информацию , оказав органу вредную услугу — сегодня мозг испытывает колоссальные нагрузки, приспосабливаясь к миру вокруг.
В лекции с фестиваля Pint of Science нейрофизиолог и доктор биологических наук Александр Каплан объясняет механизмы работы мозга и рассказывает о том, насколько сложно он устроен, почему информационный шум вреднее алкоголя и сигарет, можно ли полноценно жить без головного мозга и почему настоящего искусственного интеллекта не существует.
Мозг — это самый сложный объект во Вселенной, самая большая тайна.
Я занимаюсь изучением мозга со студенческих времен и, вот, до седых волос. Раньше, когда меня спрашивали: «Как там вообще поживает наука о мозге и насколько мы уже продвинулись в познании мозга?», я отвечал: «Да… да… мы уже основные вещи знаем, но что-то еще осталось неизвестным». А вот последние лет десять мне приходится говорить, что

«В отношении познания мозга мы уже начали движение в обратном направлении: знаем все меньше и меньше».

Дело в том, что за последние годы появилось множество новых и очень тонких методов исследования, с помощью которых мы получили так много новых фактов и фактиков о мозге, что уже перестаём понимать, как это все можно обобщить в единой концепции работы мозга. Более того, новые факты, как правило, только противоречат и даже разрушают старые концепции, не приводя к новым. Вместе с этим все чаще открываются какие-то новые ресурсы мозга, о которых мы ранее не знали или не придавали им нужного значения. Поэтому иной раз исследователи просто теряются. К примеру, интуиция и озарение оказались не артефактами, а базовыми составляющими работы мозга. Становится тревожно: можем ли мы вообще понять, как на самом деле работает мозг?
Уникальные нервные клетки

Мы не задумываемся, но у нас в теле практически нет клеток, переданных нам от папы с мамой. Клетки тела живут совсем недолго и очень быстро замещаются вновь рождёнными клетками. К примеру, клетки слизистой оболочки кишечника обновляются каждые 3-5 дней, клетки эпидермиса — 10 дней. Жировые и мышечные клетки — долгожители, но тоже существуют не более 10-15 лет. У трёхмесячного ребёнка от папы с мамой остаются только жировые и мышечные клетки, но к 10-15 годам и того уже не будет.
А вот нервные клетки особенные — только их мы храним всю жизнь от момента их зарождения. Между тем, у них тот же геном, что и у всех других клеток организма, так почему же они единственные никогда не обновляются? Сколько вообще могут жить нервные клетки?
Расскажу о небольшом эксперименте. Известно, что крысы живут дольше мышей в 2-3 раза. Ученые взяли группу мышат, отщепили у них по кусочку мозга и пересадили их в мозг крысят. Проверка через 3 месяца показала, что пересаженные нервные клетки мышат прекрасно прижились в мозге у крыс, сохранив свою типичную форму. По прошествии 20 месяцев, когда все мыши экспериментальной группы умерли от старости, клетки мышиного мозга продолжали жить в мозге более долгоживущих крыс! И даже через 36 месяцев, когда уже и крысы подошли к предельному сроку жизни, в их мозге продолжали жить нервные клетки мышей.
Какой можно сделать вывод? По-видимому, нервные клетки живут настолько долго, насколько долго они будут поддерживаться системой жизнеобеспечения, доставляющей питание, кислород и так далее. В этом эксперименте нервные клетки мышей прожили в два-три раза дольше, чем живут обычно.

То есть, если обеспечить питательными веществами и кислородом нервные клетки человека за пределами жизни самого человека, то, согласно приведённому эксперименту, мозг человека может прожить минимум до 300 лет.

Сами нервные клетки практически не болеют — вы не сможете назвать ни одного заболевания собственно нервных клеток. Кто-то скажет: «Склероз, Альцгеймер!». Но это не нервные клетки виноваты, это «болеют» сосуды, системы белкового синтеза или другие.
Для чего нам мозг и что мы с ним творим?

Мир — чудовищный хаос для нашего восприятия и для мозга. К примеру, если бы я попросил вас сейчас включить светомузыку, то, по-хорошему, вы бы отказались это сделать, ведь вы вслушиваетесь в мои слова, а звук и свет будут мешать. Но реальность такова, что окружающие нас мультимедийные скоростные потоки информации включены помимо нашей воли. А мозг, его работа — это непрерывная информационно-аналитическая деятельность. Даже если мы не говорим и ничего не делаем, он всё равно обрабатывает текущую информацию. Мозг просто обязан постоянно отслеживать окружающую действительность, любые даже лишние её детали, даже светомузыку во время лекции. Как ему живется в таких условиях?
Мозг — обычный орган с биологической точки зрения, как сердце или лёгкие, но именно мозг обеспечивает нам интегральную адаптацию к среде обитания, то есть выживание. Все остальные функции — думать, запоминать, даже регулировать сердце — инструментарий, который он использует для построения этой адаптации. Получается, мозг должен всё время должен улавливать и анализировать даже малейшие изменения в среде ради гарантированной безопасности организма. Сделав в последние годы основным продуктом производства и потребления информацию, мы оказали мозгу вредную услугу. Ни никотин, ни алкоголь не вредят мозгу так, как постоянные и зачастую бессмысленные информационные нагрузки.
Достаточно ли у мозга ресурсов, чтобы справиться со всё увеличивающимися потоками информации? Приведу одно исследование, в котором учёные проанализировали динамику охвата популяции онкологическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями за 20 лет в период 1989–2011 годов. Как видно, распространённость этих заболеваний снижается — спасибо медицине, правильному отношению к себе и заботе о своем здоровье. Что касается заболеваний неврологического ряда, таких как расстройства памяти, утомление, головные боли, сбои в принятии решений, то они за этот период участились в 2,5 раза; также нарастают и психиатрические проблемы, например, депрессии, которые становятся хроническими, устойчивыми к лечению и приводящими к инвалидности. Возможно, что это звоночки исчерпания заданных нам природой ресурсов мозга? Мозг уже не выдерживает информационные нагрузки нашей жизни. Точнее, на сегодняшний день, у кого-то пока выдерживает, а у кого-то и нет: из 810 миллионов европейцев хроническая депрессия диагностирована уже у более чем у 100 миллионов.
Потоки информации, очевидно, приводят к ухудшению функционального состояния мозга, далее к невротическим срывам, потом к психическим нарушениям, а в итоге и к катастрофам в техногенной сфере. Специалисты говорят, что в большей части технологических катастроф, включая авиационные, повинен именно человеческий фактор.
На какие нагрузки рассчитан мозг?

У нас пещерный мозг — его последний релиз вышел 50  000 лет назад. Мы можем уверенно говорить об этом, так как останки инструментария и орудий производства, сопутствующие становлению Человека разумного, найденные, к примеру, в пещерах Кро-Маньон во Франции, датируются 45-50 тысячами лет назад. Мозг древнего человека не менее нашего был приспособлен к адаптации человека к окружающей его действительности: люди уже умели изготавливать орудия труда, пользоваться инструментами для охоты, обладали умением отображать мир в рисунках, планировать операции. К тому же, эти пещерные люди обладали отличной памятью, ведь в отличие от нас у них не было письменности и умных гаджетов, как же они сохраняли и передавали потомству богатую информацию о жизни племени, о навыках охоты, как сохраняли предания? Конечно же в уме!
Но дальше эволюция мозга не продолжилась по двум причинам:

• Человек стал разумным и научился адаптировать среду к себе. С этого времени отпала необходимость ради адаптации к среде обитания менять тело: стало холодно — достаточно развести костёр, а не отращивать шерсть.
• Человек стал общественным существом, и коллективная жизнь способствовала выживанию. А в племени каждый ребёнок был ценен: и сильный, и слабый, и умный, и не очень, и с какими-то физическими недостатками — всем находилось дело в распределённом труде. А это означало, что независимо от физических и умственных способностей, каждый человек мог оставить потомство. Естественный отбор практически перестал работать для человека.

Но эти наши «пещерные» мозги, как оказалось, прекрасно справлялись с нагрузками практически на всём пути развития цивилизации. В каждую эпоху человек приспосабливался к технологиям соответствующего времени, пересел с лошади на автомобиль, из пещер переселился в небоскребы, от зарубок на деревяшке перешёл на компьютеры. Всё было легко, пока человек не освоил высокопродуктивные технологии производства всякой информации по любому поводу и без повода. Человеку же пришлось стать и потребителем этой информации. Вот на этом этапе мозг человека, по-видимому, начал испытывать трудности.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Как помочь нашему мозгу?

Первое, что приходит в голову — это таблетки: психостимуляторы, ноотропы, антидепрессанты и прочая фармакология. По секрету скажу, что антидепрессанты приносят фармкомпаниям больше денег, чем любые другие лекарства. Однако любой доктор скажет, что фармакология — это не выход, это на крайний случай: там и привыкание, и зависимость, и всякие побочные эффекты [Последние исследования показали, что антидепрессанты не вызывают зависимость и привыкание — прим. ред.].‌ Лучше помогать мозгу тщательным отбором полезной для труда и отдыха информации, может, от телевизора отказаться, от наушников в ушах, от назойливой рекламы…
Видеозапись лекции «Мы — это больше, чем наш мозг» с фестиваля Pint of Science
В порядке дискуссии можно предложить и ещё один ход: что, если создать технологии и устройства автоматической селекции наиболее необходимой для человека информации? Например, спроектировать компьютеризованный микрофон, который даже в шумной аудитории на выход подаёт только чистый голос говорящего? А по большому счету — создать сервисный искусственный интеллект для мозга, который бы непосредственно мозгом и управлялся: захочу вспомнить телефон или записать важное — мне достаточно будет просто подумать, и дело будет сделано: внешняя память подаст номер телефона на очки или запомнит нужное в соответствующем регистре. Это не фантастика: идея подключения к мозгу сервисного искусственного интеллекта превратилась в целую научно-практическую область деятельности нейрофизиологов, математиков и программистов — нейроинтерфейсные технологии. В них главное — декодирование информации, которая содержится, например, в электрической активности мозга в то время, когда человек что-то воображает или задумывает. Для регистрации этого биоэлектричества можно использовать метод электроэнцефалографии — регистрацию отголосков электрической жизни мозга непосредственно с кожной поверхности головы. Вот вам и вся цепочка: мозг, нейроинтерфейс и искусственный интеллект.
Вот здесь становится интересно: насколько сложен мозг человека, чтобы к нему подключиться и существует ли искусственный интеллект, который мог бы расшифровать намерения человека?
Так насколько сложен мог?

В мозге человека, вне зависимости от рода занятий, 86 миллиардов нервных клеток. Для сравнения: у мыши 70 миллионов, у крысы около 200, а у обезьян доходит до 8 миллиардов. Почему же у человека на 80 миллиардов больше, чем у обезьян? Что мы умеем такое, что не умеют обезьяны? Наверное, самым очевидным эволюционным приобретением человека по сравнению с обезьянами является язык и речь. Можем предположить, что 80 миллиардов клеток потребовалось человеку дополнительно не только для того, чтобы он помнил десятки тысяч слов, но, и чтобы поддерживать сотканный из этих слов и образов психический мир.
86 миллиардов — много это или мало по сравнению с числом операционных элементов в суперпроцессоре? Специалисты говорят, что в самом лучшем процессоре сегодня умещаются до 3 миллиардов транзисторов, в ближайшем будущем — до 5 миллиардов. Но операциональным элементом в мозге является не нервная клетка, а контакт между ними — синапс. Именно в контакте между нейронами решается вопрос — будет ли передан сигнал другой клетке или нет.

Каждая клетка несёт в себе около 10-15 тысяч контактов: если помножить число контактов на число нервных клеток в мозге человека, то получится миллион миллиардов операциональных элементов. Сравните миллион миллиардов в мозге человека и 5 миллиардов в самом совершенном процессоре.

Мы говорим о колоссальной сложности мозга, а, между тем, в 2007 году в самом престижном медицинском журнале The Lancet вышла статья с простым заголовком: «Мозг белого воротничка» [То есть клерка.]‌ и интересной историей. К врачу пришел 44-летний бухгалтер, отец семейства, с жалобой на тянущие боли в ноге. На томографических снимках головы оказалось, что у этого бухгалтера просто не было мозга: практически вся полость черепа была заполнена спинно-мозговой жидкостью, что оказалось типичным случаем гидроцефалии. Бывает, что желудочки мозга сильно расширяются за счет большого объема жидкости, но не в такой степени! Обычно с гидроцефалией люди долго не живут, а тут целый бухгалтер, да ещё с полной головой жидкости. После этого стали выходить бульварные публикации, мол, ученым надо задуматься, насколько человеку важен мозг?
Но авторы статьи всё объяснили: у этого пациента гидроцефалия нарастала очень медленно, фактически со дня его рождения, постепенно отодвигая и уплотняя мозговую ткань. Наоборот, этот случай показал, насколько живучим и пластичным, оказался мозг человека, полностью сохраняя в норме все функции в течение нескольких десятилетий. Итак, мозг оказался фантастически сложным и пластичным. Теперь по поводу искусственного интеллекта.
Существует ли искусственный интеллект?

Шахматы — интеллектуальная игра. Существует программа, способная обыграть чемпиона мира по шахматам— значит, её можно было бы назвать искусственным интеллектом (ИИ). Однако, если компьютер просто механически перебирает все ходы, то какой же это ИИ? Увы, простой перебор невозможен: по расчету Норберта Винера в шахматах 2 в 120-й степени вариантов позиций — это очень много. Самая быстрая машина будет считать эти варианты миллионы лет. Как же тогда компьютер обыгрывает чемпионов?
Всё просто: в память машины загрузили все выигрышные партии гроссмейстеров мира. Сами шахматисты при подготовке к матчу изучают лучшие дебюты и продолжения соперников. Конечно, они не могут запомнить все партии. А для компьютеров перебор этих отобранных вариантов уже дело секунд. Вот и получается, что дело здесь не в интеллекте, а все в том же переборе. И так во всём, где компьютеры проявляют свой недюжинный интеллект. В последнее время для машинного обучения используются так называемые искусственные нейронные сети. Но они учатся не за счет своего интеллекта, а по спланированному программистами регламенту, в котором учитель-человек вначале подсказывает, какой ход является правильным, какой нет, или методом проб и ошибок. Обладая колоссальным быстродействием и заоблачной памятью, машины сравнительно быстро запоминают выигрышные алгоритмы любой игры. Где же здесь интеллект?
Вот поэтому в среде профессионалов в области искусственного интеллекта декларируется, что существует подобный шахматным программам слабый искусственный интеллект. Он повсюду: в стиральных машинах, в автомобилях и самолетах. А вот сильного искусственного интеллекта, подобного человеческому, пока не существует. А чем же отличается этот человеческий интеллект?
Что может интеллект человека?

Существует знаменитая гипотеза Пьера Ферма: Xn(X в степени n) + Yn ≠ Zn. Это неравенство верно при любых целочисленных значениях n, кроме двойки. Знаменитый математик выдвинул своё предположение в области теории чисел в 1637 году и с тех пор в течение более 350 лет даже самые великие математики не смогли доказать это утверждение. Только в 1995 году это удалось сделать английскому математику Эндрю Уайлсу, но на основе уже проделанной другими работы. Ферма оказался прав! Как такое могло произойти, ведь не мог же он знать доказательство Уайлса? Он просто знал, что так есть.
Ещё один пример: Анри Пуанкаре, великий математик, сделал весьма заумное предположение, что «всякое односвязное компактное трёхмерное многообразие без края гомеоморфно трехмерной сфере». В настоящее время теории о топологии вселенной базируются на этой гипотезе Пуанкаре, условно полагая, что она верна. Но нужно было доказательство. На этот раз его ждать пришлось сто лет, пока Григорий Перельман не выложил в интернете доказательство гипотезы Пуанкаре на 120 страницах. Однако случилось неожиданное: доказательство оказалось настолько сложным, что ни один математик не смог в нём разобраться. Пришлось собрать консилиум математиков, который через пару лет опубликовал том в 500 страниц, в котором было указано, что доказательство Перельмана правильное.

Получается, что Пуанкаре без каких-либо математических выкладок сделал верное предположение.

В этих примерах, которых на самом деле очень много, чувствуется присутствие человеческого интеллекта — ему оказывается подвластным то, что не может быть плодом сложных математических выкладок. В чем же здесь дело?
Знаменитый физик Ричард Фейнман, нобелевский лауреат эпохи великих физиков Эйнштейна, Паули, Дирака, Борна и других, на досуге читал для широкой публики так называемые мессенджеровские лекции‌ [Серия престижных лекций в Корнеллском университете, которые читают лучшие учёные. Лекции Фейнмана, прочитанные в 1964 году, стали одними из самых знаменитых за всю историю существования мероприятия — прим. ред.]. В них он специальное место отвел природе великих открытий. По утверждению Фейнмана, все великие открытия были сделаны не алгоритмическим путем, не пошаговой многостраничной многоходовкой вплоть до получения окончательного итога, а догадкой («to guess»). Фейнман сам был гениальным физиком, поэтому знал о чем говорил. Это удивительное свойство человеческого мозга— предлагать решение задачи на основе интуиции или озарения, очевидно, неподвластно искусственному интеллекту, который по определению работает только на основе строго заданного алгоритма, будь то некое вычисление, какой-то перебор или машинное обучение.
Как мозг человека отгадывает закономерности Природы — это и есть, возможно, самый главный его секрет.
Иллюстрации — Ксения Гладких / Дискурс

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Открытие в мозге Zona Incerta ставит вопрос

20 мая
159 прочитали
2 мин.







28 нравится




Homo Curious — это подобие Творца или плод эволюции?

Открытие в мозге Zona Incerta (зона неопределенности/неуверености) — прорыв в понимании нейробиологии механизма любопытства — влечения к новизне и тяге к неизвестному.

Схема работы Zona Incerta показана на рисунке.

1. При обнаружении предмета возбуждение инициирует работу нейронов этой зоны. Их задача определить, — это что-то знакомое или новое.
2. Если знакомое — достаточно поверхностного обследования.
3. Если новое — нужно глубокое исследование.

У мышей работа схемы проверена экспериментально. У людей, скорее всего, она будет работать подобным образом.
Т.о. напрашивается вывод, что

открытие Zona Incerta раскрывает тайну нейробиологического механизма любопытства, подобно тому, как ранее уже были открыты механизмы 4х других важнейших механизмов: борьбы, голода, бегства и спаривания.

Но не все так просто. И такой вывод — сильное упрощение реального механизма (алгоритма), разработанного эволюцией. И возможно даже, что для понимания истинного алгоритма нам не хватит ни известной нам математики, ни известных нам понятий („многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий“).

Дело в тонкой и почти неуловимой границе, отделяющей любопытство от ситуационного интереса.

Считается, что и то, и другое — плод эволюции. Мы эволюционировали, чтобы приспособиться к миру неопределенностей. Любопытство может быть уподоблено аппетиту к знаниям, который может быть утолен конкретной информацией, заполняющей пробел в знаниях. Поведение при поиске такой информации определяется ожидаемой доступностью информации с использованием анализа затрат и выгод.

Любопытство и ситуационный интерес, хоть и кажутся синонимами, но эти два свойства личности различаются с точки зрения их теоретического обоснования, биологических основ, пусковых факторов, эмоциональной валентности, специфики информационного поиска и отношения с индивидуальным («шкурным») интересом.

• Ситуационный интерес является положительным аффектом, вызванным широким разнообразием ситуационных поводов (напр. как достичь чего-то). Любопытство же является важным фактором для развития личности, будучи аверсивным (не приятным) когнитивным состоянием, вызванным информационным пробелом.
• Ситуационный интерес следует гедонистическому принципу и связан с любовью мозга к опиоидам. Любопытство же понимается через теорию драйва и включает в себя дофаминергическую систему желаний.
• Ситуационный интерес побуждает людей приближаться к стимулу, в то время как любопытство способствует активному поиску недостающей информации.

Наконец, бывает 2 типа любопытства:

• прямое любопытство к тому, что провоцируется непредсказуемостью
• обратное любопытство к тому, почему возникло несоответствие.

✔️ Т.о. ситуационный интерес подобен голоду, жажде, потребности в безопасности или желанию размножаться.
✔️ Тогда как любопытство влечет нас к исследованию концептуальных миров. Мы радуемся, например, симметрии и чистой красоте математических моделей. Умная теорема может прельстить нас гораздо больше, чем кусочек шоколада.
Любопытство является прямым проявлением мотивации детей понимать мир и строить его модель. Любопытство ведет нас к тому, что, как мы думаем, мы можем выучить. Его противоположность, скука, отвлекает нас от того, что мы уже знаем, или от областей, в которых, согласно нашему прошлому опыту, вряд ли есть что-то, чему нас могут научить.
Резюмировать все вышесказанное можно так.

✔️ Эволюция научила мышей и людей ситуационному интересу и автоматизировала его алгоритмом работы Zona Incerta

✔️ Кто (эволюция или Творец) научил людей испытывать любопытство и скуку, тянуться к красоте математических моделей и умных теорем, ощущать трепет от прикосновения к великим тайнам мироздания, — пока не известно. И открытие Zona Incerta тут вряд ли поможет.

Статья Neurobiology of novelty seeking

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/the_worl...e100fad5af5b?&
Как работает машина времени мозга

Проективная геометрия формирует субъективное сознание


Лет через 30 (а может и через 300) «конституция биоматематики» (так я называю систему фундаментальных принципов жизни и разума, объединяющую их физическую, математическую, биологическую и когнитивную основы), возможно, будет считаться главным научным законом природы. Пока же это лишь система эвристических гипотез, хотя и на крепкой математической основе.
Тем интересней узнавать о появлении первых экспериментальных подтверждений, согласующихся с предсказаниями «конституции биоматематики».

• Первым таким прорывом, стало исчерпывающее научное объяснение «иллюзии Луны», над которым человечество билось более двух тысяч лет. Оказалось, что магия великой иллюзии объясняется проективной геометрией в основе пространственной модели, используемой сознанием.
• Новое экспериментальное подтверждение проективной модели сознания объясняет, каким образом в нем строится субъективное представление о времени.
• Следствиями этого нового экспериментального подтверждения могут стать два научных прорыва:
  -- прорыв к полноценной теории сознания, воплощающего в себе субъективную точку зрения, необходимую для интеграции информации субъективного опыта и позволяющую интеллектуальному агенту создавать субъективные смыслы в понимании биологической кибернетики;
  -- прорыв в понимании механизма дистального моделирования – свойства людей мысленно улетать далеко от реальности “здесь и сейчас”; а в перспективе, -возможность экспериментального выявления «имаджинавтов» (супер-креативных людей, способных к ничем не ограниченным перемещениям по неисчерпаемой вселенной воображаемых миров Мультиверса).

Ну а теперь обо всем по порядку.
Как сделать из компьютера человека


В программном интервью «Как сделать из компьютера человека» (1) я назвал три причины, не позволяющие пока это сделать. Всё упирается в три уникальных качества, которые люди пока что не могут повторить в машинах.

Все три качества опираются на формируемую и постоянно меняющуюся в мозге интегрированную модель мира. Она обладает тремя видами связанности (пространственная, временная и причинная), обеспечивающими функциональное замыкание и семиотику / выработку смыслов.

• В памяти современных ИИ систем нет записанной интегральной картины мира, обобщающей опыт интеллектуального агента, полученный за всю его жизнь. Вместо этого, лишь море двоичных данных, означающих статистику паттернов чего угодно: от игры в шахматы до ведения авто, от распознавания снимков до перевода текстов…
• В памяти же человека такая интегральная картина мира есть. И она обладает следующими тремя свойствами.

Из вышесказанного можно предположить следующее.

Поняв, каким образом в мозге моделируются три вышеназванных свойства запечатленной в памяти интегрированной картины мира, возможно, мы могли бы приблизиться к пониманию тех уникальных качеств, которые люди пока что не могут повторить в машинах:

• уникальный по мощности и простоте способ обучения;
• уникальные статистические «алгоритмы» мозга;
• особый и пока не понятный нам способ обработки символической информации.

И прежде, чем продолжить этот пост, я хотел бы обновить в памяти читателей кое-что из двух предыдущих постов на эту тему.
А именно, давайте вспомним, как согласно «конституции биоматематики», устроен механизм моделирования мозгом окружающего пространства.
Кратко о проективной модели сознания


Схематическое представление общей схемы модели проективного сознания (подробное описание см. в (2))Трёхмерная картина мира строится в мозге в виде модели проективного сознания (The Projective Consciousness Model). Эта модель описывается в моём посте «Иллюзия луны и биоматематика сознания» (2), являющемся продолжением поста «Конституция биоматематики» (3).

Напомню, что термином «конституция биоматематики» я называю систему фундаментальных принципов жизни и разума, объединяющих их физическую, математическую, биологическую и когнитивную основы. Ключевым принципом конституции биоматематики является «Принцип свободной энергии» Карла Фристона, математически описывающий, как автономные живые системы адаптивно противостоят энтропийному распаду (подробней см. (3)).

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Модель проективного сознания - это гипотетическая математическая модель воплощенного сознания (A Mathematical Model of Embodied Consciousness) на основе проективной геометрии и активного вывода.
Проективная геометрия (см. схему на рис. А выше) позволяет мозгу осуществлять точко-зависимые вычисления, играющие ключевую роль в способности нашего сознания воображать пространственную перспективу. Последняя представляет собой пространственное построение модели мира на основе мультимодальной сенсорной и аффективной информации. Также она обуславливает способ, которым воплощенные агенты представляют и взаимодействуют с объектами и другими агентами окружающей реальности.
Активный вывод (см. схему на рис. В выше) - это метод, с помощью которого автономные воплощенные агенты оптимизируют свои действия на основе предсказаний сенсорного воздействия их ожидаемого результата и основаны на минимизации т.н. свободной энергии (этим условным термином обозначается расхождение между ожиданиями модели и реальными результатами).
В посте (2) изложена гипотеза, объясняющая конструирование 3-х мерных представлений мозга об окружающем пространстве на основе модели проективного сознания. А в окончании того постая обещал продолжить рассказ и описать, каким образом в сознании конструируется время, фиксирующее изменения, происходящие в нашей модели мира.
С того времени прошел целый год, но я все тянул с публикацией продолжения. Дело в том, что теоретический концепт формирования времени в мозге на основе модели проективного сознания тогда уже существовал - модель феномена ностальгии. Но экспериментальных подтверждений применимости модели проективного сознания для концептуализации представлений времени в мозге еще не было.
Для справки. Описанная в работе Маник Бхаттачарджи и Дэвида Рудрауфа «Ностальгия как эмерджентное свойство модели проективного сознания» (4) модель ностальгии была получена путем добавления к модели проективного сознания (а) базовой эпизодической памяти и (б) разрешения модельному движку “воображения” проецировать себя в прошлое. Эти два расширения модели проективного сознания позволили моделировать чувство себя во времени. Одним из проявлений этого чувства является ностальгия - вызванное текущими негативными чувствами удовольствие от воспоминаний позитивных и успокаивающих событий прошлого. Происходящая вследствие этого минимизация свободной энергии становится своего рода адаптационной стратегией перед лицом сложных обстоятельств настоящего времени .
И вот спустя год, наконец, появляется работа Саши Брицке и Меган Л. Мейер «Временное самосжатие: поведенческие и нейронные свидетельства того, что прошлые и будущие "Я" сжимаются по мере удаления от настоящего» (5). Что позволяет мне продолжить свой рассказ о том, как в сознании конструируется время.
Ибо исследование Брицке и Мейер экспериментально подтвердило:

чем дальше во времени от настоящего (в прошлом или в будущем) отстоят записанные в мозге фрагменты реальности (для будущего это «виртуальная реальность»), тем сильнее они сжимаются, теряя при этом детализацию.

И это сильно смахивает на представление объектов в пространстве проективной геометрии сознания. Но давайте рассмотрим это чуть подробней.
Бриколаж модели пространства в модель времени


Предположим, что при формировании в мозге модельного времени (фиксирующего изменения в модели мира) используется подход, подобный (а может и вообще тот же) модели проективного сознания.
И подобно тому, как сжимаются по закону проективной геометрии трёхмерные образы фрагментов реальности в пространственной модели мира (чтобы увидеть это на практике, достаточно просто взглянуть в окно), происходит сжатие объектов и целых сцен по мере их временного удаления.
Аргументом в пользу этой гипотезы является весьма характерный подход эволюции к реализации новых функций – бриколаж (tinkering). Это создание нового на основе использования и переструктурирования подручных элементов и уже опробованных способов. При этом нечто новое создается из элементов, которые изначально не были предназначены для реализации новой функции, но итоговый результат бриколажа способен ее выполнять.
Как об этом пишут Стюарт Кауффман и Андреа Роли в новой статье «Что Такое Сознание? Искусственный Интеллект, Реальный Интеллект, Квантовый Разум и Квалиа» (6):

«Как ни странно, в развивающейся биосфере “аффордансы ” - это степени свободы. Аффорданс - это возможное использование мною X для достижения Y. Гибсон указывает, что аффорданс горизонтальной поверхности предоставляет возможность присесть. Так же и в процессе эволюции: существующий белок, в клетке используемый для проведения электронов, также является аффордансом, обеспечивающим структуру, которую можно использовать в качестве опоры в цитоскелете, или для связывающихся группировок или молекул. Эволюция протекает за счет организмов, натыкающихся на все новые аффордансы и захватывающих их путем наследственной изменчивости и естественного отбора. Как писал (в работе «Эволюция и ремесло» - СК) Франсуа Жакоб (французский микробиолог и генетик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине - СК): “Эволюция хитроумно импровизирует, заново переприспасабливая любую фигню”.

Так почему бы эволюции не переприспособить принципы проективной геометрии для пространственных представлений к представлениям временным?
Время – как проективное сжатие модели


Экспериментальное подтверждение того, что нейронные репрезентации «Я» прошлого и будущего логарифмически сжимаются по мере удаления от настоящего. Источник: Temporal self-compression: Behavioral and neural evidence that past and future selves are compressed as they move away from the present (5)
Во всех областях, изучаемых вне социальной психологии, работает закон Вебера-Фехнера: изменения стимулов логарифмически сжаты, так что чем дальше они от исходного стимула, тем менее различимыми они становятся.
В четырех экспериментальных исследованиях, описанных в работе (5), были обнаружены доказательства того, что временное самовосприятие также подчиняется этому принципу.

✔️ В памяти будущее и прошлое «Я» людей сжимается таким образом, что дистальные «Я» воспринимаются более похожими друг на друга по сравнению с текущим и ближайшими «Я».

✔️ В соответствии с законом Вебера-Фехнера о специфическом сжатии отдаленных воспоминаний об ощущениях, исследование показало, что большее временное самосжатие происходит в более отдаленных временных точках.

✔️ Также было обнаружено, что нейронные репрезентации «Я» прошлого и будущего логарифмически сжимаются по мере удаления от настоящего.

В резюме работы авторы пишут следующее.
«Таким образом, мы предоставляем поведенческие и нейронные доказательства, позволяющие предположить, что прошлые и будущие «Я» подвержены временному сжатию. Далекое прошлое и будущее точно так же труднее увидеть, как и детали физических объектов, находящихся дальше в пространстве».
Т .о. гипотеза об эволюционном бриколаже принципов проективной геометрии (используемых мозгом в модели пространства) для моделирования мозгом времени получила первое экспериментальное подтверждение.

Это значит, что модель проективного сознания, как «раздел конституции биоматематики" перестает быть эвристической гипотезой, приобретая черты научной теории.

Что из этого следует

Мне видятся, как минимум, два важнейших следствия.

1. Проективная геометрия представлений мозга о пространстве и времени является необходимым компонентом теории сознания, кодирующим присущую ему субъективную точку зрения (я здесь и сейчас), лежащую в основе интеграции информации субъективного опыта и позволяющую интеллектуальному агенту создавать субъективные смыслы в понимании биологической кибернетики (подробней см. (7)).
2. Модель проективного сознания позволяет по-новому взглянуть на механизм дистального моделирования – свойства людей мысленно улетать далеко от реальности “здесь и сейчас”. В перспективе это может позволить экспериментальное выявление «имаджинавтов» - супер-креативных людей, способных к ничем не ограниченным перемещениям по неисчерпаемой вселенной воображаемых миров Мультиверса (подробней см. (8)).

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Философская психонавтика, галлюцинирующая пещера и паттерны Тьюринга. Как феноменология перепрограммирует человеческое восприятие

Кто я? Когда я пробуждаюсь ото сна, та реальность, в которой я оказываюсь, — она реальна или нет? Визуальные стимулы, получаемые моим зрительным аппаратом и обрабатываемые мозгом, — они дают точный образ мира или лишь его приблизительное подобие? Что если воспринимаемый мной мир бодрствования — это галлюцинация, которая успевает развернуться в миг между сном и настоящим пробуждением и схлопнется, стоит только мне проснуться окончательно? Философ, сотрудник Центра истории идей и социологии знания ИГИТИ ВШЭ Максим Мирошниченко задается этими вопросами вслед за миллионами людей прошлого и рассказывает о том, как философы, математики и нейробиологи исследуют то, как человеческий мозг превращает неструктурированный поток информации в нашу личность и окружающий мир.

Многим знакома притча о китайском философе Чжуан-цзы, которому приснилось, что он бабочка. Когда он проснулся, то не мог понять: он — это Чжуан-цзы, которому приснилось, что он бабочка, или бабочка, которой приснилось, что она — Чжуан-цзы. Или, может быть, всё еще сложнее: он — бабочка, которой снится, что она — спящий Чжуан-цзы, видящий себя бабочкой?
Здесь возможно сколько угодно рекурсий. Но одна из моралей этой притчи заключается в том, что реальность не столь реальна, как кажется. За видимостью может скрываться подлинная действительность, совсем не похожая на то, к чему мы привыкли. Но даже если мир — это галлюцинация или видение, несомненен тот факт, что этот сон видится кем-то и что это именно сон, который кто-то видит. Так учил философ Рене Декарт, когда говорил о несомненности cogito — «я мыслю».
Почему воспринимаемая реальность не распадается на куски, на атомы и дискретные элементы восприятия? Помимо случаев диссоциации и дереализации, мир остается предсказуемым и целостным, упорядоченным в потоке опыта, который психологи XIX века называли потоком сознания. С чем же связана целостность, упорядоченность и предсказуемость нашего опыта?
Бот Чжуан-цзы

Где я? Самое простое, что могу сказать, — это то, что я нахожусь «здесь» и «сейчас». Где бы я ни был, мое сознание всегда неуловимо соприсутствует мне, я вживлен в мир «через» него. Я не могу взглянуть на мир чужими глазами. Мне не суждено стать бабочкой, мнящей себя Чжуан-цзы, как и ей нельзя стать мной. Языковые выражения не всегда точно могут передать суть этой помещенности в контекст «здесь» и «сейчас», потому когнитивисты предпочитают говорить, что сознание дает перспективу первого лица (first person). Это я вижу и воспринимаю, я ощущаю и страдаю. Мой опыт как бы сконцентрирован на одном пользователе-«контроллере».
Но кто этот «контроллер» и откуда он берется? Если верить нейрофилософу Томасу Метцингеру, этого пользователя на самом деле не существует. Субъективный опыт восприятия, сновидений и галлюцинаций, рациональных рассуждений и принятия решений «сцеплен» с индивидуальной перспективой исключительно ради удобства мозга.

Как и другие хардкорные когнитивисты, Метцингер уподобляет мозг биокомпьютеру, у которого есть аппаратное обеспечение (hardware, «железо»), и программное обеспечение (software, «софт»). Сознание, психологическая самость обладает определенным функционалом, предопределяющим характер субъективных переживаний. Так, численность и пропускная способность вводных и выводных каналов информации (зрительной, слуховой и др.), уровень социальной интерактивности и способность быть распознанным другими в качестве «Я» предопределяют то, как будет переживаться субъективный опыт. «Мелкозернистость» (fine-grained), детализация и правдоподобность воспринимаемой реальности зависит от всех этих характеристик.
Читайте также

Что такое феноменология и чем занимаются русские феноменологи
Зачем всё это нужно? Как утверждает Метцингер, согласованность и правдоподобность опыта — это уловки, принимаемые нашим мозгом, чтобы успешнее адаптироваться к реальности. Мы никогда не воспринимаем мир таким, какой он есть на самом деле, ведь это мозг обрабатывает хаотичные неупорядоченные чувственные данные в целостную картину мира — репрезентацию. Красное сладкое яблоко на столе рядом со мной не существует; это мозг интегрирует сенсорную информацию, поступающую от различных источников, собирая ее в целостный воспринимаемый объект «яблоко». Причем процесс создания репрезентаций нам недоступен. Я не могу уловить момент, когда «красное», «твердое» и «сладкое» объединяются в спелое яблоко на столе. Потому воспринимаемый мир — это модель реальности, созданная мозгом. Принципиально она ничем не отличается от галлюцинации или сновидения. Она виртуальна в том смысле, что мозг проектирует ее, основываясь на собственных вычислениях, подчиненных эволюционно выработанной целесообразности сохранения энергии и экономии мощностей. С точки зрения физики вся ментальная активность — это симуляция реальности, запаздывающая относительно «объективно» происходящих процессов. Мы никогда не имеем прямого познавательного доступа к окружающему миру, даже когда испытываем будто бы непосредственный контакт с ним.
Стало быть, опыт от первого лица есть не что иное, как глобальная, обновляемая (updating) в реальном времени модель. Взаимодействия между нейронами происходят мгновенно, потому модель обновляется быстро и дает столь стабильный и реальный образ, что мы уже не воспринимаем ее как модель. Для нас она уже целый мир, в котором мы живем, во всей его непосредственности и неизбежности. Что означает неизбежность реальности? Метцингер объясняет ее с помощью концепта «мир-0»: воспринимаемая мной бодрствующим действительность дефолтна. Это мир, «за пределами» которого для меня нет ничего, это своего рода система координат, изначальная данность, а не конструкт. То, что объекты не нарушают законов физики, а люди не оказываются зомби или плоскими картинками, является признаком стандартного функционирования мозга, производящего единую, когерентную и глобально доступную модель реальности. Не нужно делать усилий, чтобы оказаться в реальности № 0, мы все находимся в ней изначально.
Так кто же я? В нейрофилософии это мозг конструирует иллюзорную психологическую, когнитивную самость, «Я», в целях создания интерфейса взаимодействия между собой и остальным организмом. В свою очередь, реальность — это интерфейс взаимодействия между «Я» и миром. Опыт, по Метцингеру, есть невидимый интерфейс, внутренний медиум, позволяющий организму взаимодействовать с самим собой. Это контролирующее устройство, которое функционирует, создавая внутренний пользовательский интерфейс. Всякая система нуждается в определенной программной среде (software), которая позволила бы ей овладеть своим «железом» (hardware). Этот «софт» и есть модель организма. А если продолжить и усилить инженерную аналогию между сознанием и интерфейсом, то можно увидеть, что им обоим обща характеристика прозрачности (transparency).
Что такое прозрачность интерфейса? Говоря просто, это такой режим функционирования системы, когда пользователь выполняет релевантные задачи напрямую, без ощущения вторжения технологии в его действия. Точно так же и мы в своем субъективном опыте никогда не воспринимаем реальность как виртуальную модель действительности, «скрытой» и «замаскированной» нашим сознанием. Мы даже не задумываемся о том, реальна ли наша реальность, и это является результатом врожденного дефицита способности узнать о том, что мир — это репрезентация.
Более того, точно так же, как виртуален мир, данный мне в восприятии, виртуален и тот, кто воспринимает этот мир. Притча о грезящем Чжуан-цзы радикализируется: сам грезящий тоже нереален. Реален только мозг, который перманентно находится в грезе, не теряя эволюционной бдительности. Метцингер переосмысляет философский миф о пещере, где люди, привыкшие смотреть на тени вещей, считают подлинной реальностью их, а не сами вещи. Философ — это тот, кто способен вывести людей из пещеры и показать им вещи при свете дня, такими, какие они есть. Но Метцингер считает, что из пещеры некого выводить: она пуста, а точнее, это она сама грезит о себе.
Это не пещерный человек загипнотизирован тенями, а сама пещера, отбрасывая тени на свои поверхности, галлюцинирует, воображая себе видящих эти тени людей.

Более современная аналогия сопоставляет сознание, субъективную перспективу, и тотальный симулятор полетов. Это аппарат, способный летать без пилота и умеющий строить комплексный внутренний образ себя. Создавая виртуальную модель себя в среде, он учится маневрам и сложным траекториям движений. Эта модель прозрачна для симулятора, он «воспринимает» ее как дефолтную — другой у него просто нет. Информация, генерируемая изнутри симулятора, недоступна всей системе в целом. «Пилот» рождается в симуляторе полетов, в виртуальной реальности, без возможности узнать о том, что он — лишь программа, созданная слаженным функционированием всего симулятора. Проще говоря, «пилот» — это бот, человекоподобный аватар, используемый летательным аппаратом как интерфейс для более гибкого контроля над своим «железом».
Перепрограммировать мир

Согласно Метцингеру, помимо онлайн-обработки информации в реальном времени — восприятия, принятия решений и т. д., — мозг способен генерировать модели возможных миров, то есть офлайн-модели. «Офлайн» означает возможность когнитивной активности без получения сенсорной информации, с опорой на собственные ресурсы мозга. Спонтанные фантазии и мысли, внутренние монологи, грезы, галлюцинации, сновидения являются как бы надстройками над миром-0. Следовательно, опыт бодрствования — это онлайн-галлюцинация: автономная активность мозга видоизменяется под воздействием потока информации, исходящего от органов чувств.
Может быть интересно

Лаборатория в тебе. Как нейронаука изучает внетелесный опыт, медитацию и осознанные сновидения
Но что случится, если разорвать контакт сенсорных систем с внешним миром, поместив субъекта в искусственную депривацию? Биокомпьютер не будет получать информацию для онлайн-обработки в режиме реального времени. Это значит, что через какое-то время его нейрофизиологическое «железо» начнет работать автономно, офлайн. Метцингер говорит о «философской психонавтике» — исследовании полетов во сне, опытов выхода из тела и других измененных состояний сознания.
Эксперименты по сенсорной депривации в 1960-е годы проводил ученый и психонавт Джон Лилли, соратник лидера психоделической революции Тимоти Лири. Прославившись исследованиями коммуникации между дельфином и человеком, Лилли стал изучать возможности человеческого сознания при помощи химических препаратов. Он считал, что «софт» мозга может быть перезаписан или усовершенствован. Потому Лилли искал возможности стирания, модификации и создания программ для этого вычислительного устройства. Он выделял программирование и метапрограммирование, где первому соответствовала способность мозга обучаться, то есть, говоря современно, пластичность синаптической структуры, а второму — способность обучаться обучению. Метапрограммирование охватывает возможность пересмотра всей траектории когнитивного развития. Чтобы научиться ему, нужно работать с такими данными и операциями, которые контролируют, изменяют и переустанавливают программы, умеющие производить стандарты и протоколы для нейрофизиологического компьютера.