Истории

Пять принципов, которые определяют работу нашего мозга

Истории
Софья Федосеева
Софья Федосеева

Независимый обозреватель, экс-редактор Rusbase

Полина Константинова

Андрей Курпатов, руководитель Лаборатории нейронаук и поведения человека в Сбербанке, на форуме AI Journey рассказал о пяти принципах работы человеческого мозга и объяснил, почему мы совершаем ошибку, когда собираемся его досконально воспроизводить.

Пять принципов, которые определяют работу нашего мозга

Все хотят, чтобы самый мощный компьютер был адекватен человеческому мозгу. Я много мозгов подержал в руках и, должен сказать, видел некоторые суперкомпьютеры. Когда их сравниваешь, есть подозрение, что люди как-то неправильно об этом думают.

Мы должны понимать, что, когда создавался мозг, не было единого плана. Это происходило достаточно спонтанно, эволюция много экспериментировала. Поэтому в наших мозгах есть куча рудиментов, атавизмов, изменение функций разных отделов и так далее.

Задачи нашего мозга определены эволюционно, и они тоже очень ограничены. То есть если вам кажется, что ваш мозг был сотворен для создания искусственного интеллекта, то это не так, его основная задача — чтобы мы жили и передали свои гены дальше. 

Поэтому, когда мы собираемся воспроизводить мозг, возможно, мы совершаем ошибку. И нужно думать не о том, чтобы воспроизвести мозг досконально, а о том, чтобы адаптировать принципы естественного интеллекта для цифровой среды. 

Я расскажу про пять основных принципов, которые определяют работу нашего мозга на всех уровнях организации. 

  • «Принцип генерации сложности», 
  • «Отношение элементов», 
  • «Аппроксимация до целого»,
  • «Принцип преобразования», 
  • «Принцип тяжести». 

Но прежде надо узнать про нас несколько неприятных вещей. 


Что мы такое

То, что мы думаем о самих себе и то, что на самом деле представляет собой наш мозг, — это две совершенно разные вещи. Правда состоит в том, что наше сознание не является специфической сущностью, — это артефакт, точно такой же, как и ощущение красного. 

  • Личность — лишь история, которую мы рассказываем, апеллируя соответствующим культурно-историческим контекстом. 
  • Самость — это эволюционно сформированное ощущение, обусловленное необходимостью интегрировать разрозненные данные из внешней среды и от состояния нашего организма в единое целое. 
  • Иллюзия воли. Мы считаем себя волевыми людьми, но свобода воли иллюзорна, решения принимаются неосознанно, а сознание просто их рационализирует. 
  • Знаки, слова не имеют отношения к реальности. По сути дела, они не фиксированы в отношении конкретных значений в соответствующих нейрофизиологических ансамблях. 
  • Иллюзия объективности. Нам кажется, что у нас есть память, но это заблуждение. Она всегда ложна и создает воспоминания по случаю и это определяется актуальным контекстом. 
  • Знания и опыт — конкретные нейронные ансамбли, которые способны объединяться в разных конфигурациях и разделяться на большие и меньшие блоки, меняя свое значение. 
  • Объективное восприятие — невозможно, потому что мы лишь создаем модели реальности. 

Принцип генерации сложности

Наши мозги — сложнейший инструмент по созданию картинок, звуков и прочих образов из очень ограниченного количества раздражителей. 

Поступающая к нам информация — это данные с ограниченного количества механорецепторов, хеморецепторов и рецепторов электромагнитных волн. Как из этого можно создавать такой красочный образ мира, это вопрос, о котором я хочу сейчас сказать пару слов.



Возможно, вы знаете о таком явлении, как синестетики. Когда мы рождаемся, клетки связаны хаотично. И потом, по мере взросления, одни клетки отмирают, другие — становятся более выраженными. 

Если при рождении ваша слуховая кора связана со зрительной зоной, то эти связи должны распасться. Но у некоторых людей они не распадаются. В этом случае звуки будут обрабатываться вашим мозгом как цвета. То есть, вопрос состоит только в том, в какую часть мозга будет приведен соответствующий сигнал.

Если посмотреть на общую схему, то она выглядит следующим образом — мы представляем собой некое рецепторное поле, на которое подается аналоговый сигнал. Мы ограничены теми сигналами, которые можем воспринять. Это, по сути, моделирование реальности мозгом.

В свое время эта гениальная идея была сформулирована Людвигом Витгенштейном, когда он наткнулся на статью в газете, где описывалось судебное заседание, связанное с первой дорожной аварией, которая случилась в Вене. 

Судья пытался разрешить конфликт, но не мог представить, что случилось, потому что не понимал, что такое автомобили и как они могут врезаться друг в друга. Чтобы он сообразил, нужно было сделать модельки этих машин, улицы и показать, как произошла авария. 

Витгенштейн говорит, что отсюда должна следовать сущность истины — мы все время моделируем реальность и имеем дело с моделью, а не с реальностью как таковой. 


Принцип отношений

Вот ваш череп, а в нем — животное со спинным мозгом и 12 хвостиками, которые он вытащил наружу, чтобы собирать информацию. Вопрос — если он получает данные, как он может понять, с чем имеет дело? 

Вы сидите там, в темноте, и оттуда видите мир, который полон стольких красок, чувств, звуков. Решается это за счет принципа, который был в свое время сформулирован представителями гештальт-психологии, — на самом деле мы ничего не воспринимаем, мы воспринимаем что-то относительно чего-то. 

Вот классический пример с курицей и квадратами. Курицу в первой фазе эксперимента учат тыкать на черный квадрат, — тогда она получает зерна. Если она тыкнет на серый, то награды не будет. Вопрос: на что будет тыкать эта курица во второй части эксперимента, где один квадрат будет темно-серый, а второй — светло-серый?



Если правы бихевиористы (а они правы), мы воспринимаем просто фактические раздражители. Значит, она будет тыкать на темно-серый, потому что воспринимает не серый цвет, а контраст. 

Мораль сей басни такова: мы с вами не воспринимаем никаких фактов, а только отношения между ними.

Кроме того, память, которая, как нам кажется, железобетонная, кристаллическая, на самом деле, таковой не является. Если мы посчитаем, на что рассчитаны наши мозги, то окажется, что места хватит всего на три года видеопамяти. Вы, наверное, живете чуть дольше. 

Надо понимать, как работает память. Если я попрошу вас вспомнить последнее съеденное яблоко, вы не вспомните то самое. У вас есть кортикальные колонки, отвечающие за зеленое, красное, желтое, сладкое, кислое и так далее. Из этих элементов вы и соберете яблоко, которое, как вам кажется, вы ели в прошлый раз. На самом деле это не так — мы не храним информацию обо всех яблоках, которые съели. 

Как во всей этой неразберихе мозг умудряется разбираться в своих моделях и действовать целенаправленно? Это решается за счет третьего принципа. 


Принцип аппроксимации

Мы не создаем модели реальности просто, чтобы их создать. Мы это делаем зачем-то. Это, конечно, эволюционно продиктовано, поэтому даже шестимесячные дети могут справиться с такой задачей. 

Представьте, что я показываю шестимесячному ребенку мультик, в котором есть три действующих персонажа — красный кружок, желтый треугольник и синий квадрат. Кружок пытается забраться на гору, желтый треугольник ему помогает, а синий квадрат мешает. 

После этого я предлагаю ребенку выбрать игрушку — синий квадрат или желтый треугольник. Ребенок выбирает желтый треугольник — потому что уже в шесть месяцев он понимает, что ему нужен тот, кто будет оказывать помощь. Это фундаментальный принцип, когда мы пытаемся найти в окружающей реальности нечто, исходя из нашей потребности.

У нас есть куча слов, которые определяются друг через друга. И это определение друг через друга позволяет нам концептуализировать пространство, которое мы имеем.

Они могут быть не связаны с реальностью. Чтобы это дело аппроксимировать, мы создаем нарративы. Все, что мы рассказываем друг другу, — это бесконечное количество историй.


Принцип преобразования

Если посмотреть на наш мозг, его можно разделить разными способами. 

  • На полушария, подкорковую структуру, морфоструктуру, мозжечки. 
  • На кучу кортикальных колонок, в которых происходит обработка соответствующей информации. 
  • На отдельные ядра, которые находятся в подкорковых структурах. 

Мы можем разделять мозг на множество отдельных систем, но он при этом работает как единая система. Есть параллельно идущие процессы генерации и локальности. Сейчас ведется много исследований, которые показывают, что наш мозг работает именно таким способом. 


Принцип «тяжести»

Этот принцип отвечает за принимаемые мозгом решения. Я говорил, что наше сознание иллюзорно и свободы воли нет. Ученые способны предсказывать решения, которые вы примете сознательно, за восемь секунд до того, как вы это сделаете. Что же происходит? 

На этот вопрос ответил Алексей Алексеевич Ухтомский, который изучал оборонительную реакцию. Собака, закрепленная в экспериментальном станке, держала лапы на металлической пластине, на которую подавался электрический ток. Собака вскидывала лапы, и Алексей Алексеевич считал, когда нервная система перестанет так резко реагировать.



В какой-то момент собака перестала откидывать лапы. Он подумал, что прибор сломался, но дело оказалось в другом — в этот момент верх над оборонительной реакцией взяла реакция дефекации. В один момент может быть одна доминанта одного поведения — нельзя делать одновременно и то, и другое. Формируется специфическая тяжесть, которая определяет, что станет нашей доминантой. 

А что происходит, когда речь идет о более сложных вещах, чем оборонительная реакция? За это отвечают лобные доли, задача которых — предложить разные варианты развития будущего. И то будущее, которое в большей степени отвечает вашим потребностям и вашим ожиданиям от действительности, создает тяжесть соответствующей доминанты. 


Вывод

Так, существуют пять принципов, которые работают в мозге на всех уровнях организации — от клеточного до системного. За каждым из них стоит достаточно простая математика. Может быть, не самая простая, но если мы сможем интегрировать в компьютер каждый из этих принципов, мы получим совершенно новое существо. 

Оно будет обладать интеллектом, потому что будет построено на принципах работы нашего мозга. Но сможет делать значительно больше, нежели мы, ограниченные потребностями, способами восприятия, модальностями, интенсивностью. 

Так что нам есть чему поучиться у мозга. Только надо это делать, не пытаясь воспроизвести его механически, а стремясь понять, какие принципы определяют его работу.


В целях сохранения благозвучности некоторые цитаты приведены не дословно.

Фото в тексте и на обложке: Софья Федосеева

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

  1. 1 ИИ способен записывать музыку, которую создает ваш мозг
  2. 2 10 правил, которые дадут мозгу стимул к работе
  3. 3 Семь видео, чтобы понять наш мозг

Актуальные материалы —
в Telegram-канале @Rusbase

ВОЗМОЖНОСТИ

06 июля 2020

Энергия