U bent begonnen met het lezen van het artikel. Dit is geen proces dat over het algemeen als te arbeidsintensief wordt beschouwd, maar bedenk eens: je brein slaagt erin om uiterst complexe mechanismen te gebruiken in de simpele kwestie van het ontcijferen van symbolen en tekst, ontoegankelijk voor de krachtigste moderne computertechnologie, en verbruikt een minimum aan energie. Onze eigen "koolstofcomputer" verbruikt slechts 20 watt, terwijl de Chinese supercar Tianhe-2, de snelste op het moment van schrijven, maar liefst 17,6 miljoen watt (17,6 MW) verbruikt. De cijfers zijn natuurlijk indrukwekkend, maar het is in principe mogelijk om deze processen met elkaar te vergelijken. Zijn ze vergelijkbaar van aard? Waarom is iets dat gemakkelijk is voor de hersenen (bijvoorbeeld patroonherkenning) moeilijk voor een computer en vice versa?
Laten we teruggaan naar de titel. Uit een reeks letters (bomen, vasthoudend aan onze metafoor), werd de betekenis van de zin in zijn geheel zonder moeite en tijdelijke kink in de kabel gehaald - het bos. Als we rekening houden met de culturele context (kennis van uitspraken), dan kunnen we concluderen dat vrij snel een visuele stimulus in de vorm van lichtgolven van verschillende lengtes voor onze hersenen veranderde in een heel bospark.
Het lezen en begrijpen van tekst vanuit een neurofysiologisch standpunt is een niet-triviaal proces. Laten we beginnen met het herkennen van individuele karakters: de letters zijn begrijpelijk, ook al zijn ze in gotische stijl geschreven. Wanneer onnodige krullen worden opgestapeld op een vertrouwd grafisch kader, is er geen grote verwarring, en een groot aantal tekenmethoden vervaagt de grenzen van de canoniciteit van de omtrek zelf, die onder andere wordt waargenomen dankzij context en verwachtingen. Het handschrift van de dokter, dat is geëvolueerd van kalligrafie naar abstracte kunst, zal voor zijn collega's begrijpelijk zijn.
En herkenningsstoornissen zonder verstoringen op het niveau van de zintuigen worden "agnosieën" genoemd, ze zullen hieronder worden besproken.
Laten we het even hebben over neuroanatomie. Onze gewaarwordingen en bewegingen, die samen de basis vormen van de neuropsychiatrische organisatie, hebben een complexe hiërarchische structuur, niet alleen in het centrale zenuwstelsel, dat wil zeggen de hersenen en het ruggenmerg, maar ook op het laatste, corticale niveau. De hersenschors is verdeeld in anterieure en posterieure secties. De eerste (frontale) zijn verantwoordelijk voor het opstellen van een programma van gedrag, individuele acties en motorische handelingen, en de laatste kunnen agenten van waarneming en gnosis worden genoemd. Laten we proberen erachter te komen hoe de kaart van dit "bureau" eruitziet.
Het is bekend dat we informatie over de wereld om ons heen ontvangen van vijf zintuigen: zien, horen, voelen, ruiken, proeven, en de structuren die ervoor zorgen dat deze door elk van hen wordt overgedragen, worden "analysatoren" genoemd. Er zijn er ook vijf. Signalen van hen, met uitzondering van de reukzin (dit gevoel staat enigszins uit elkaar en heeft directe verbindingen met de oudste delen van onze hersenen), worden naar de clusters van schakelcellen in het diencephalon (I? De thalamus of geniculaire lichamen) gestuurd en pas dan naar de cortex. Hier ontstaat het beeld, dat wil zeggen, het daadwerkelijke bewustzijn vindt plaats.
Op de primaire, zoals een zoeklicht op het scherm, wordt iets uit de onderliggende kern weergegeven met een herhaling van zijn organisatie. Het bevat bijvoorbeeld cellen die informatie hebben ontvangen over het aanraken van de rechterhand, en ernaast - cellen die reageren op het aanraken van de rechter onderarm. In de primaire cortex bestaan vergelijkbare 'sensoren' ook naast elkaar (en in dezelfde verhoudingen). Deze structuur is verantwoordelijk voor individuele simpele gewaarwordingen: een glad oppervlak, ronde contouren, rode kleur, iets van een onregelmatige vorm beweegt aan de linkerkant, en een onderbroken luid en hoogfrequent geluid was te horen aan de rechterkant … Het beeld van de wereld is hier afwezig - het omringende universum lijkt een chaos van verenigd elementair sensaties.
Voor het vouwen van deze eenvoudige details en de vorming van een meer complexe perceptie, worden de secundaire velden van de cortex gebruikt, die grenzen aan de primaire en, in tegenstelling tot hen, niet zijn verdeeld in zones van het lichaam en geen duidelijke grenzen hebben. Ze vatten samen: het rode en ronde werd een tomaat, en het onderbroken geluid werd het irritante gepiep van de magnetron.
Promotie video:
Maar deze beelden kunnen nog geen herkenning in de ware zin van het woord worden genoemd. De uiteindelijke integratie van sensaties, direct gnosis, de vorming van ideeën over ruimte, tijd, verschillende contexten en de plaats van het object daarin is de functie van de tertiaire cortex, die zich voor de achterste delen van de hersenen voornamelijk in het gebied van de kruising van de pariëtale, temporale en occipitale lobben van de hemisferen bevindt. De gevormde afbeeldingen komen overeen met de reeds beschikbare informatie over de wereld, verwachtingen, taalvaardigheid. Door de ontvangen signalen in een frame te plaatsen uit geheugen, voorspellingen, kennis, krijgen we een compleet beeld, oftewel gestalt. Hierbij speelt actieve afronding van de bouw een grote rol. Ja, ja, we zijn bevooroordeeld op neurofysiologisch niveau. Er is zelfs de zogenaamde cohorthypothese, volgens welke de reeks stimuli zo diep en volledig als nodig wordt geanalyseerd,om de verwachte informatie te activeren, en niets meer.
Maar hoe zit het met het feit dat de gestalt die door de hersenen wordt gebouwd, soms fundamenteel anders blijkt te zijn met vergelijkbare fysieke kenmerken van de invoergegevens? Waarom is de ene set geluiden - muziek en de andere - kakofonie, hoewel ze qua golffrequentie-eigenschappen erg dicht bij elkaar liggen? Hoe wordt dit bepaald op fysiologisch niveau? Maar er zijn hersenletsels waarbij het oor voor muziek in de gnostische zin van het woord verdwijnt: voor zo'n arme kerel verandert de melodie in een reeks geluiden, soms buitengewoon onaangenaam, en dit ondanks het feit dat het vermogen om geluiden waar te nemen niet verloren gaat! Hoe de hersenen, die elektrische signalen ontvangen van cellen die eenvoudig akoestische trillingen oppikken, snel niet-spraakgeluid kunnen onderscheiden van spraak,informatie in symbolische vorm dragen? Waarom kan de smaak van Madeleine-cakes het hele scala aan vergeten sensaties uit de kindertijd oproepen in de hoofdrolspeler van M. Proust's romancyclus "Op zoek naar verloren tijd"? Het lijkt erop dat de dessertmoleculen eenvoudig de smaak en reukreceptoren stimuleerden, maar in de hersenen werd op zeer grote schaal in zijn geheel een lang vergeten patroon gereproduceerd, een tekening van de lichten van miljoenen opgewonden neuronen, die net in deze configuratie eens verbrandden en nu de zoete geur van de kindertijd teruggaven. …die, in deze configuratie, ooit verbrandde en nu de zoete geur van de kindertijd teruggaf.die, in deze configuratie, ooit verbrandde en nu de zoete geur van de kindertijd teruggaf.
Er is geen duidelijk afgebakend gebied dat verantwoordelijk is voor het optreden van gestalt in de hersenen. De benadering die de aanwezigheid van dergelijke zones impliceert, wordt "lokaliserend" genoemd en wordt steeds minder populair. Hij verzet zich tegen de holistische theorie, volgens welke de hogere functies door de hersenen zijn verdeeld, maar ook dit behoort tot het verleden. De moderne wetenschap probeert deze standpunten met elkaar te 'verzoenen'.
In zijn boek "Refraction" vertelt Lotto waarom we de werkelijkheid niet waarnemen zoals die is, en hoe dit kan leiden tot de ontwikkeling van creativiteit en helpt om een frisse blik te werpen op werk, liefde, spel, relaties met familieleden en andere belangrijke zaken. gebeurtenissen in ons leven.
Het beeld van een citroen is bijvoorbeeld zowel uiterlijk (secundaire visuele cortex) als smaak (met zijn corticale territorium), en aanraking, evenals een woord, dat wil zeggen, geluid, een manier van uitspreken, gebruikscontexten, herinneringen aan hoe een moeder deed limonade … De "onderverdelingen" waarvan de neuronen betrokken zouden moeten zijn bij de vorming van zo'n gewoon beeld kunnen eindeloos worden opgesomd.
In wetenschappelijke termen vormt een ensemble van neuronen een dynamisch patroon van neurale netwerkactiviteit. Waarom dynamisch? Omdat het niet voor eens en voor altijd wordt gevormd, verandert het naarmate je ervaring opdoet, sommige verbindingen verzwakken, andere versterken, en er verschijnen natuurlijk nieuwe. De reproduceerbaarheid van dit patroon, dat wil zeggen het vermogen van alle, of liever gezegd, de meeste leden van het ensemble om te activeren, vormt de kern van het geheugen. De dynamiek waarover we spraken is dan ook een noodzakelijke voorwaarde voor leren in de brede zin van het woord, leren als aanpassing.
Toen een ensemble van een bepaald stel neuronen eenmaal was opgewonden, werden hun verbindingen door een dergelijke gezamenlijke activiteit versterkt, en de kans dat de daaropvolgende opwinding van een van hen een bepaald percentage van andere leden van deze groep zou activeren, die elektrische ondersteuning van hem zouden ontvangen, nam iets toe. Hoe meer er gezamenlijk bruin werd, des te volgens de regel van Hebb des te sterker deze gestalt ("cellen die samen vuren, met elkaar verbinden"). Het probleem is dat één neuron een groot aantal ensembles kan binnengaan, die elkaar bovendien elke fractie van een seconde in de hersenen vervangen. Hun exacte herhaling is buitengewoon onwaarschijnlijk, daarom bepaalt het volume van alle levenservaring statistisch onze perceptie en ons begrip van de wereld.
Kijk naar de gezichten van uw dierbaren. Wat is er nodig om ze met niemand te verwarren? Op het eerste gezicht is de vraag vreemd. Hier is mijn moeder, ik herken haar, zelfs als ze haar haarkleur, kapsel verandert, afvalt of aankomt, haar garderobe volledig vernieuwt, uiteindelijk haar gezicht schildert voor Halloween. Hoogstwaarschijnlijk verbaast dit u niet al te veel, maar geloof me: vanuit het oogpunt van informatiesystemen is de beschreven situatie niet eens triviaal. Stel dat uw vriend geen opvallende gelaatstrekken heeft, zoals een lelijk litteken, een hazenlip of een snor in de stijl van Salvador Dali, er is niets dat de hersenen onmiddellijk en nauwkeurig zou laten plaatsen wat ze zagen in de Petya Bublikov-map. Hoe de onmiddellijke herkenning van een persoon te algoritmen als we de hersenen beschouwen als een grote computer?
Het probleem van agnosie wordt prachtig onthuld in het werk van de beroemde neuroloog en popularisator van de geneeskunde Oliver Sachs "The Man Who Mistook His Wife for a Hat". De hoofdpersoon, een getalenteerde muzikant, professor, begon volgens de observaties van zijn familieleden "zichtproblemen" te krijgen. In feite had de professor geen oogaandoeningen en absoluut fantastische onherkenning van gewone, alledaagse voorwerpen en de gezichten van naaste mensen waren het resultaat van visuele agnosie.
Dergelijke geïsoleerde aandoeningen komen overigens niet vaak voor in de praktijk van een neuroloog en zeker niet zo uitgesproken. Gewoonlijk verstoren deze aandoeningen het herkennen van "luidruchtige", herhaaldelijk doorgestreepte afbeeldingen in speciale tests, maar niemand neemt een vrouw voor een kledingstuk. Bovendien is het pathologische proces in de hersenen in de regel niet zo selectief en strekt het destructieve effect zich uit tot een verscheidenheid aan hogere mentale functies, daarom worden agnosieën bij de patiënt vermengd met vele andere aandoeningen, en wordt het een onmogelijke taak om de een van de ander te scheiden.
Het geval van de professor is dus fascinerend, en zijn gedrag met een hoog niveau van intelligentie en cultuur veroorzaakt oprechte verbijstering. Hij bestudeert de handschoen nauwkeurig en doet een schuchtere poging om dit kledingstuk te omschrijven als "opgerold oppervlak met vijf zakken". Ja, het is moeilijk om haar aan zo'n beschrijving te herkennen, maar helaas heeft de professor alleen visuele abstracties. Hij neemt zijn voet voor een schoen - blijkbaar, met aandacht voor de contouren en logisch nadenkend over de rest, herkent hij zijn eigen gezicht en broer niet op de foto, maar er waren geen problemen met het beeld van Einstein, omdat het ondeugende schot met zijn tong hangend praktisch een meme werd. Ten slotte zag hij zijn vrouw aan voor een hoed, en de lijst met excentriciteiten van de held houdt daar niet op.
Het boek van Sachs lijkt misschien griezelig of juist grappig, maar de vraag blijft buitengewoon interessant: wat is de wereld van de professor eigenlijk? Hoe ziet hij eruit? En is het woord ‘eruit zien’ een goede zaak in deze context? Het feit is dat de visuele ruimte van de held, die uiteenviel in afzonderlijke fragmenten, die niet langer in betekenisvolle beelden verenigde en veranderde in een cluster van abstracties, doordrenkt was van muziek.
Als een persoon elke dag achter een lopende band stond, dan thuiskwam, op de bank ging liggen, tv keek en dit zijn hele leven deed, dat wil zeggen, 'langs gemarkeerde lijnen liep' en deze 'onderbenutting' van de hersenen niet compenseerde, dan zal hij op oudere leeftijd niet voelen alleen problemen met geheugen en andere intellectuele problemen, maar hoogstwaarschijnlijk fysieke problemen.
De held leek te leven in de wereld getekend door Picasso, waar er tussen onderbroken lijnen, vormen en kleurvlekken geen manier is om de essentie van wat er gebeurt te vatten en met deze abstracties om te gaan.
Het beschreven probleem bevat veel diepere lagen dan de "banale" moeilijkheden bij het herkennen en vormen van een "beeld". Het houdt rechtstreeks verband met kwesties zoals het fenomeen van de subjectieve realiteit dat voortkomt uit een reeks verschillende signalen, de ervaring van ervaring en geheugen als de mogelijkheid van gedeeltelijke of volledige reproductie. Wat is het doel van dergelijke cognitieve constructies, die veel verder gaan dan het noodzakelijke "waarnemen en reageren"? Wat is de evolutionaire betekenis van ons mentale leven, als het, als gedragsreactie, overbodig is, aangezien het ons voortbestaan niet verzekert? En hoe correct is de vergelijking van de hersenen met een computer in het licht van alles wat er is gezegd?
Zoals we al zeiden, zijn er dingen die gemakkelijk zijn voor de hersenen, maar voor de machine met grote moeite: onmiddellijke verwerking van beelden, gestaltperceptie, snel redeneren als 'vindingrijkheid' en nog veel meer, waarvoor meer banale dagelijkse inspiratie nodig is dan strikt logische constructies.
Het idee zelf van kunstmatige intelligentie is gebaseerd op de aanname dat onze cognitieve processen (en sommige onderzoekers breiden dit bereik uit tot alle mentale reacties) worden behandeld als een berekening. Maar we hebben het niet over rekenen, maar over formele operaties - over alles wat in principe kan worden geprogrammeerd. Vandaag is duidelijk geworden dat dit niet helemaal waar is, en AI-onderzoekers worden gedwongen het computerparadigma opnieuw te bekijken. Volgens moderne cognitieve wetenschappers zoals T. V. Chernigovskaya en K. V. Anokhin hebben hersendenkenarchitecturen praktisch niets te maken met elektronisch computergebruik. De taal van de informatica is handig als metafoor als we het hebben over gegevensverwerking, opslag, toegang, lezen, enz. Maar het principe dat aan computeralgoritmen ten grondslag ligt, is totaal anders. Primair signaleringssysteem voor de hersenen,waarmee cognitieve activiteit begint - figuurlijk; symbolisch moet hij leren, en daarvoor heeft hij een sociale omgeving nodig. De beelden in ons hoofd worden snel verwerkt, hoe - het is nog niet duidelijk; Als alles gelijk is, heeft een computer meer tijd nodig om dit te doen, maar hij slaagt erin ze met ongeveer dezelfde snelheid te analyseren als de hersenen, alleen omdat de processor een miljoen keer krachtiger is.
Er wordt steeds meer gesproken over de noodzaak van een nieuwe theorie. Er worden bijvoorbeeld pogingen ondernomen om het bewustzijn te verklaren door middel van kwantumanomalieën, en er wordt zelfs voorgesteld om over te stappen op kwantumcognitieve wetenschap, wat zou helpen het probleem te overwinnen van het terugbrengen van obscure verschijnselen van bewustzijn tot fysiologische processen.
Qualia, de Latijnse term voor subjectieve ervaring in al zijn diversiteit, is geen kopie of zelfs maar een optelsom van fysieke signalen die door onze analysatoren komen. De hersenen bouwen het onafhankelijk op en vormen subjectieve beelden die uniek zijn voor elk individu. Twee globale vragen van de huidige neurowetenschappen: "Hoe ontstaat qualia?" en "Waar is het voor?" - blijven tot dusver onbeantwoord. Objectief onderzoek is in dit geval buitengewoon moeilijk, we kunnen alleen de qualia van een ander beoordelen, en dan alleen via het eigen refractieve medium.
“Als je vastzit in een tablet / telefoon - en dus elke dag, verwacht dan niet dat je hersenen je bedanken. Als een persoon in slaap valt met een moeilijke vraag in zijn hoofd en niet weet hoe hij die moet oplossen, heeft hij de volgende ochtend een antwoord. De hersenen houden niet van vet en vlees.
De bekende neurowetenschapper Joseph Bogen, die probeerde het bewustzijn te definiëren, vond een goede analogie. Volgens de wetenschapper "is het als de wind: het is onmogelijk om het te zien en te vangen, maar de resultaten van zijn activiteit zijn duidelijk: buigende bomen, golven of zelfs een tsunami."
Samenvatten. We zijn de gelukkige eigenaren van iets dat we nodig hebben, maar zo zeer gewaardeerd en geprezen door kunstenaars en dichters, een bewuste ervaring, of innerlijke wereld, waarvan niet duidelijk is waarom. De inhoud is van aanzienlijk belang, maar de oorsprong van dit fenomeen is veel intrigerend. Verrassende neurologische aandoeningen, zoals agnosieën, brengen ons alleen maar dichter bij het beantwoorden van de vraag wat de innerlijke realiteit is. De enorme vooruitgang op het gebied van kunstmatige intelligentie en machine learning heeft niet geleid tot het creëren van iets echt opmerkzaams. De gapende kloof tussen een simpele menselijke sensatie en een ongevoelig neuraal netwerk, dat zelfs in staat is om sentimentele of andere 'te menselijke' gesprekken te voeren, lijkt onoverkomelijk. Zullen we ooit zijn eigen structuur kunnen herkennen door het prisma van de subjectieve realiteit (en we hebben geen andere manier)? Op de een of andere manier verscherpt het begrijpen van de reeks problemen en problemen waarmee de neurowetenschap wordt geconfronteerd, alleen onze eigen waarneming en verrijkt onze persoonlijke ervaring, zorgt ervoor dat we ons afvragen over eenvoudige dingen, onszelf en mogelijk anderen op een nieuwe manier begrijpen.
