Алексей Берков - Лошадь как Искусство. Часть 1

Мозг состоит из нейронов – нервных клеток, генерирующих и принимающих электрические импульсы. Не будем вдаваться в подробности данного процесса, но крайне важно понимать, что нейрон – это живая клетка, со своей химией, ритмикой процессов, необходимостью обеспечения питанием и защитой и т. д. То есть это – химическая лаборатория, выдающая определенные вещества и электрические разряды в ответ на воздействие. Как и любая клетка в организме, при попадании одних веществ она выдает одни сигналы, при попадании других – другие, а некоторые воздействия могут даже менять ее ядерную ДНК, то есть устройство, что, неизбежно, приведет к изменению исходящих сигналов. Важно и то, что входящих сигналов от других нейронов могут быть сотни тысяч (они идут по отросткам – дендритам), а исходящий всего один, передающийся через «провод» -аксон (который иногда может немного ветвиться). Максимальная длина отростка в мозге человека 15 см, в теле около 30, а в спинном мозге может достигать 1 метра!

Конец «провода» обычно обрывается, и этот обрыв называется синапсом, на котором располагается небольшой шарик-капсула, наполненный химическими молекулами – нейромедиаторами. В организме их более двадцати, а их комбинации могут доходить до, более чем, двухсот (и это только те, что выявлены к настоящему времени). Выделяясь в синаптическую щель, они не просто переносят данные о сигнале к следующему нейрону… Они его кодируют! Пузырек, проходящий через синаптическую щель, содержит комбинации двадцати нейромедиаторов в разных пропорциях. Эта комбинация разводит сигнал между нейронами, запуская различные нейроны, их цепочки и блоки. То есть перед нами гигантская криптографическая машина! Если создавать искусственный интеллект, то к каждому синапсу нужно строить специальный криптографический компьютер, и даже для воссоздания мозга простого существа, вроде улитки, потребуются миллиарды компьютеров, соединенных между собой в единую сеть! Мало того, комбинация нейромедиаторов отвечает также за эмоцию, которая сопровождает сигнал. Это нужно затем, чтобы в будущем организм знал, каким образом реагировать на самые слабые, еще не устойчивые сигналы такого типа, и стремился к развитию или прекращению ситуации по принципу «нравится/не нравится» еще до того, как она разовьется. То есть запись «мыслей» в нейронах принципиально отличается от бинарного кода компьютера. Нейрон сам и создает мысль, кодируя ее множеством соединений нейромедиаторов.

Недавно было открыто явление синаптической пластичности. Отросток-дендрит, соединяющий два нейрона – это не провод, а живая ткань, из которой периодически вырастают дендритные шипики и, таким образом, дендрит ветвится, что обеспечивает контакт не с одним, а многими нейронами. Эти шипики получают входные данные от других нейронов, при этом сигналы бывают различной силы. Если конкретный сигнал постоянен, то срабатывает механизм, позволяющий нейрону усилить этот сигнал, а остальные подавить – это и называется синаптической пластичностью. Это явление крайне важно для адаптации к сенсорной информации, а если по-простому, то так организм определяет приоритетные сигналы и учится реагировать даже на слабые, усиливая их за счет наращивания шипиков дендритов, если они имеют значение. Таким образом происходит усиление слабого постоянного сигнала. Рост дендритных шипиков может быть как случайным, просто по мере пересечения, так и направленным: нейроны могут излучать химические вещества, «призывающие» шипики других нейронов. Эти химические соединения называются факторы роста нервов (ФРН), они крайне важны для работы мозга, поскольку они-то и выстраивают приоритеты в его развитии, привлекая к соединению определенные дендриты, а не все окружающие. Как это происходит, пока не ясно.

Мало того, синапсы работают не однонаправлено, то есть не как электричество в проводах! Часть информации передается обратно в передающий синапс от принимающего. Эта обратная передача также позволяет создавать цепи усиления слабых сигналов, увеличивая их значения. Когда подобную схему работы (не говоря о том, что это мозг) принесли для проверки ведущим программистам, они сказали, что такая схема работать не должна, и вообще непонятно, как тогда происходит процесс выбора и обработки информации. Но мозг прекрасно справляется с этой задачей. Почему так происходит? Как раз потому, что нейроны – это клетки. Внешне они похожи, но вот гены в них работают по-разному, выдавая разный ответ – разные импульсы, химические вещества, продолжительность и т. д. И поэтому до сих пор невозможно создать настоящий искусственный интеллект на основе микросхем. В мозге важно не только огромное количество гибких подвижных связей, которые постоянно перестраиваются, но и изменение сигнала, а главное – самой химии клетки. Изменение химии – это изменение реакции, а раз так, то мозг может выстраивать приоритеты. Поэтому о химии мозга нам придется говорить отдельно.