Еще в середине прошлого века физиология вплотную подошла к исследованию головного мозга как главного центра управления организмом. Монография выдающегося русского ученого И.М.Сеченова “Рефлексы головного мозга” положила начало рассмотрению головного мозга как сложной интегративной системы.
В трудах основоположника отечественной физиологии уже тогда было показано значение управляющих процессов, которые сейчас получили название обратной связи.
Академик И. П. Павлов и его многочисленные ученики и последователи создали стройное учение о высшей нервной деятельности, получившее мировое признание. Продолжая исследования И. М. Сеченова, И. П. Павлов изучал механизмы прижизненного возникновения нервных связей между внешней средой и поведением организма. Его интересовал механизм формирования нового опыта, навыка, который регулирует взаимодействие человека с внешним миром. Тем самым были заложены основы научного понимания роли коры больших полушарий головного мозга как центра управления условными рефлексами.
В связи с развитием кибернетики возникли новые возможности и пути исследования головного мозга. Центральная нервная система была объектом первых кибернетических исследований и основателя этой науки Н. Винера (США), приведших к формулировке фундаментальных кибернетических концепций. Сегодня почти нет области нейрофизиологии, где бы не использовался кибернетический подход. В самостоятельную область вылилось новое направление физиологической науки — нейрокибернетика. Она изучает вопросы передачи, хранения и переработки информации в центральной нервной системе человека и животных. Большое значение для ее развития имела общая теория функциональных систем, разработанная акад. П. К. Анохиным.
Однако, несмотря на значительные успехи в объяснении основных механизмов работы мозга, и сегодня остаются неясными многие даже и общие закономерности его работы как органа мышления, как центра, объединяющего отдельные части тела в единый организм и определяющего его целенаправленное поведение.
Головной мозг человека давно привлекает внимание ученых и инженеров, работающих в области создания искусственного интеллекта. Головной мозг человека компактен, обладает небольшой массой и поразительно незначительным расходом энергии. Мозг человека содержит более 14 млрд. нервных клеток и имеет среднюю массу 1,2 кг, его объем 1,5 дм 3, а энергетической мощности в электрическом эквиваленте он потребляет всего около 2,5 Вт. Это всего 3 лампочки карманного фонаря. Если сопоставить число активных нейронов головного мозга человека с общим числом логических элементов, содержащихся в современной ЭВМ (около 10 тыс.), то получим разницу в миллион раз. В одном кубическом сантиметре мозга содержится более 10 млн. активных нейронов. Таким образом, человеческий мозг является наглядным примером реального существования наиболее Эффективных и компактных методов микроминиатюризации в виде тонкопленочных структур. Но достоинства мозга заключаются не только в архитектуре сверхплотной многослойной укладки нейронов. Пожалуй, самая удивительная особенность мозга — функциональные программы, по которым он работает. Живой мозг использует такие методы алгоритмизации вычислений и параллельной ассоциативной обработки информации, которые даже трудно себе представить. В последние годы получены новые интересные данные о работе головного мозга, в частности на основе его изучения методами электрического раздражения с помощью вживленных в мозг микроэлектродов. Один из исследователей мозга, испанский ученый X. Дельгадо считает, что мозг новорожденного наряду с другими врожденными качествами потенциально способен к управлению процессами чтения, речи, изучения языков, к абстрактному мышлению и даже к моральным суждениям. Таким образом, имея генетический фундамент, вооружившись в детстве определенным запасом представлений о мире и научившись ими пользоваться, мозг взрослого организма может обнаруживать и порождать новые сочетания и новые представления, но необходимая для этого информация должна быть получена извне. У каждого человека процесс осознанной или неосознанной расшифровки картин внешнего мира, по-видимому, зависит в первую очередь от последовательных этапов перевода поступающей информации в подсистемы биохимических и электрических кодов; при этом создаются новые промежуточные материальные носители и их новые коды. Они в свою очередь активизируют новую последовательность электрических и биохимических процессов, с которыми и связаны скопления (популяции) специализированных нейтронов. Все эти представления, отмечает Дельгадо, гипотетичны, но они имеют то преимущество, что служат удобными рабочими гипотезами, которые можно подвергнуть экспериментальной проверке.
Читать дальше