Oamenii au visat mereu să rupă cătușele, să depășească limitele corpului lor: durere, boală și moarte. O nouă mișcare redresează acest impuls străvechi în haine tehnologice noi. Așa-numitul transumanism se bazează pe ideea că știința va oferi oamenilor o modalitate futuristă de a-și părăsi forma fizică muritoare și de a realiza visele transcendentului.

Poate că una dintre cele mai interesante idei ale transumaniştilor este că conştiinţa poate fi transformată în date digitale şi „descărcată” într-un computer incredibil de puternic. Acest lucru vă va permite să trăiți într-o lume cu experiență virtuală nelimitată și să deveniți practic nemuritor (cel puțin până când cineva face copii de rezervă ale dvs. și decide să vă deconecteze).

Cu toate acestea, transumaniștii par să ignore faptul că încărcarea conștiinței se confruntă cu obstacole de netrecut. Dificultățile practice înseamnă că acest lucru nu se va întâmpla în viitorul apropiat, dar dincolo de asta, există probleme complexe în centrul ideii.

Ideea de descărcare a creierului este un punct favorit al intrigii în science fiction. Futuristul și CTO la Google Ray Kurzweil, de exemplu, a depus mult efort pentru a face această idee populară - el crede că încărcarea conștiinței va deveni disponibilă încă din 2045. Economistul Robin Hanson a examinat recent în detaliu implicațiile sociale și economice ale unui astfel de scenariu. El și-a imaginat o lume în care lucrarea a căzut pe umerii unor emulații neîncarnate ale conștiinței umane, care operează într-o realitate virtuală simulată folosind hardware de calcul de dimensiunea unor orașe întregi.

Ideea că conștiința poate fi încărcată nu este departe de ideea că a fost deja încărcată și trăim într-o simulare computerizată la The Matrix. Recent, antreprenorul tehnologic Elon Musk a preluat această dezbatere sugerând că șansa ca noi să nu trăim într-o simulare pe computer este de aproximativ „una la un miliard”. Desigur, ideea că această lume nu este altceva decât o iluzie este veche de sute de ani.

O idee aparent simplă se dovedește a fi nemăsurat de complexă la o examinare mai atentă. Pentru început, creierul nostru are trilioane de conexiuni între 86 de miliarde de neuroni (sau cam asa ceva). Nu este încă posibilă reproducerea digitală a tuturor acestor conexiuni. În ritmul actual de dezvoltare a computerelor și a sistemelor de imagistică, în câteva decenii vom putea realiza acest truc doar cu un segment mort al creierului.
Mai mult decât molecule

Chiar dacă am putea crea o astfel de „schemă de conexiuni” pentru un creier viu, nu ar fi suficient să înțelegem cum funcționează. Pentru a face acest lucru, va trebui să cuantificăm exact modul în care neuronii comunică între ei și să facem totul la un nivel molecular de precizie. Nici măcar nu știm câte molecule există în creier, darămite câte dintre ele sunt esențiale. Poate fi imposibil ca un computer să reproducă toate aceste procese.

Și asta ne aduce la o complexitate și mai profundă. Doar pentru că putem emula unele aspecte ale creierului nu înseamnă că putem emula complet un creier sau o conștiință reală. Nicio creștere semnificativă a puterii de calcul nu ne va permite să modelăm creierul la nivelul moleculelor individuale. Astfel, emularea creierului va fi posibilă doar dacă îi putem separa operațiile digitale, logice, de mizeria dezordonată la nivel molecular.

Pentru a înțelege operațiunile unui computer convențional, nu trebuie să urmărim curenții și tensiunile din fiecare componentă, cu atât mai puțin să înțelegem ce face fiecare electron. Am proiectat operațiile de comutare ale tranzistoarelor în așa fel încât logica funcționării lor să fie fundamental simplă: zerouri și unu. Dar nu noi am creat creierul – el a evoluat – așa că nu există niciun motiv să ne așteptăm la o logică simplă în spatele modului în care funcționează.
Idee periculoasă

Chiar dacă încărcarea minții rămâne un vis, nimic nu îi împiedică pe oameni să discute despre consecințele dăunătoare ale acestui proces. Toți oamenii se tem la un moment dat de propria lor moarte și cine suntem noi să le spunem oamenilor ce să facă cu propriile frici?

Modul în care transumanismul amestecă ideile religioase cu știința denaturează înțelegerea noastră despre tehnologie. Transumaniștii văd tehnologia ca pe o modalitate de a ne îndeplini toate dorințele. Și justifică acest lucru spunând că în mod inevitabil mișcă umanitatea într-o direcție pozitivă. Prin urmare, futurologii celebri preferă să nu se îndrepte către ideile de transumanism și să stea departe de acesta. La urma urmei, știința rareori beneficiază de o alianță cu religia.

Rețeta creierului arată așa: 78% apă, 15% grăsimi, iar restul sunt proteine, hidrat de potasiu și sare. Nu există nimic mai complex în Univers pe care știm, care să fie comparabil cu creierul în general.

Câtă energie crezi că consumă creierul? 10 wați. Cele mai bune creiere, în cele mai bune momente creative, folosesc, să zicem, 30 de wați. Un supercomputer are nevoie de megawați. De aici rezultă că creierul funcționează într-un mod complet diferit de un computer.

În creierul uman, majoritatea proceselor au loc în paralel, în timp ce computerele au module și funcționează în serie, computerul pur și simplu trece foarte repede de la o sarcină la alta.

Memoria pe termen scurt la oameni este organizată diferit decât la un computer. Într-un computer există hardware și software, dar în creier hardware-ul și software-ul sunt inseparabile, este un fel de amestec. Puteți, desigur, să decideți că hardware-ul creierului este genetică. Dar acele programe pe care creierul nostru le descarcă și le instalează de-a lungul vieții noastre devin „hardware” după un timp. Ceea ce înveți începe să-ți influențeze genele.

Memoria umană este organizată semantic, spre deosebire de computer. De exemplu, informațiile despre un câine nu se află în locul unde este adunată memoria noastră despre animale. Ieri, câinele a trântit o ceașcă de cafea pe fusta mea galbenă - și voi asocia pentru totdeauna un câine din această rasă cu o fustă galbenă.

Oamenii au peste o sută de miliarde de neuroni. Fiecare neuron, în funcție de tipul său, poate avea până la 50 de mii de conexiuni cu alte părți ale creierului. Un cvadrilion de combinații, mai mult decât numărul de stele din univers. Creierul nu este doar o rețea neuronală, este o rețea de rețele de rețele. Creierul conține 5,5 petaocteți de informații - adică trei milioane de ore de material video. Trei sute de ani de vizionare continuă! Acestea sunt rețele neuronale pulsatorii. Nu există „locuri” în care un lucru funcționează separat. Prin urmare, chiar dacă am găsi zone de sacrificiu, iubire și conștiință în creier, acest lucru nu ne-ar face viața mai ușoară.

Da, a existat o perioadă romantică în istoria științei studierii creierului, când încă părea că creierul poate fi descris prin calități și adrese. Când s-a crezut că există secțiuni care se ocupau de prietenie duioasă, afecțiune etc. Acest lucru s-a făcut pe baza a ceva. A existat o perioadă în care au început cu adevărat să descopere legătura dintre abilitățile oamenilor și anumite părți ale creierului care se presupune că erau responsabile pentru aceasta. Se presupune – pentru că este atât adevărat, cât și neadevărat. Știm că oamenii au zone de vorbire. Și dacă li se întâmplă ceva, vorbirea va dispărea. Pe de altă parte, cunoaștem o mulțime de exemple când creierul stâng al unei persoane este complet îndepărtat. Și nu există fizic nicio zonă de vorbire acolo. Dar vorbirea este posibilă. Cum se întâmplă asta? Problema localizării funcțiilor este o întrebare foarte incertă. În creier, totul este atât localizat, cât și nelocalizat în același timp. Memoria are o adresă. Și, în același timp, nu.

Desigur, există blocuri funcționale în creier, există un fel de localizare a funcțiilor. Și credem, ca proștii, că dacă facem muncă de limbaj, atunci zonele din creier care sunt ocupate de vorbire vor fi activate. Deci nu, nu vor. Adică vor fi implicați, dar și alte părți ale creierului vor lua parte la asta. Atenția și memoria vor funcționa în acest moment.

Dacă sarcina este vizuală, atunci va funcționa și cortexul vizual, dacă este auditiv, atunci cortexul auditiv. Procesele asociative vor funcționa și ele întotdeauna. Într-un cuvânt, în timpul îndeplinirii oricărei sarcini, nicio parte specifică a creierului nu este activată - întregul creier funcționează mereu. Adică, zonele care sunt responsabile de ceva par să existe și, în același timp, par să lipsească

Dacă punem un punct pe o foaie de hârtie cu un creion, atunci este un punct. Și dacă îl privim printr-o lupă, atunci deja devine cumva dur. Și dacă luăm un microscop electronic, nici măcar nu este clar ce vom vedea acolo. Aceasta este situația în care ne aflăm acum. Încă o jumătate de pas - și vom putea descrie creierul cu o precizie de un neuron.

Si ce? „Ne aflăm într-o situație în care există munți uriași de fapte și milimetri de explicații. Dacă acceptăm că conștiința este în primul rând conștientizare, atunci ne confruntăm cu un decalaj uriaș între procesele psihofiziologice relativ bine studiate și conștientizarea și înțelegerea practic nestudiată. Nici măcar nu putem spune ce este.

De exemplu, de unde ți-a venit ideea că folosind big data, big data, vei prezice comportamentul meu? Comportamentul meu nu este prezis de Descartes, Aristotel sau oricine. Poate fi isteric. De exemplu, laureat al Premiului Nobel pentru economie, psihologul Daniel Kahneman a descris modul în care o persoană ia decizii și a ajuns la concluzia că deciziile sunt luate CHIAR AȘA. „Și voi merge așa, și atât, pentru că vreau.” Cum ai de gând să prezici asta?

Pot să analizez o situație și să decid să mă comport într-un anumit fel, iar apoi în patru secunde totul se strică. Aceasta vorbește despre un lucru serios: cât de mult nu suntem propriii noștri stăpâni. Un gând cu adevărat înfricoșător - cine este cu adevărat șeful casei? Sunt prea multe: genomul, tipul psihosomatic, multe alte lucruri, inclusiv receptorii. Aș dori să știu cine este această creatură care ia decizii? Nimeni nu știe nimic despre subconștient, este mai bine să închideți acest subiect imediat.

Creierul ne poate juca feste. Există lucrări reale care vorbesc despre asta. De exemplu, „Cel mai bun truc al minții: cum experimentăm voința conștientă” de Daniel Wegner. El scrie că creierul face totul singur. De fapt, totul! După aceea, ne trimite un semnal: „Nu vă faceți griji, totul este în regulă, ați luat decizia.”

Folosesc adesea exemplul unui deget pentru a arăta cum funcționează creierul nostru. Acum decid să îndoi degetul arătător de la mâna dreaptă, dar de fapt nu îndoiesc nimic. Acestea. este doar o solutie. Dar acum îl îndoaie (îndoaie degetul).

Cum s-a întâmplat? Răspunsurile pe care le primesc la această întrebare sunt întotdeauna nerespectate. Îmi spun că creierul a trimis un semnal receptorilor... Dar asta e amuzant. Sunt doctor în științe biologice, știu toate astea. Dacă ar fi adevărat, nu mi-aș pune această întrebare. Ceea ce mă interesează este exact ceea ce se întâmplă în intervalul de timp dintre momentul în care m-am gândit la asta și momentul în care creierul a trimis semnalul. De ce a început creierul să trimită un semnal? Se pare că acesta a fost un salt din tărâmul intangibilului - adică. de la tărâmul gândurilor mele la tărâmul material, când degetul a început să se îndoaie.

Așadar, întrebarea centrală, care nu merge nicăieri, este: „Ce este creierul nostru - o realizare a ansamblului tuturor mulțimilor care nu sunt membri ai lor sau o capodopera autosuficientă care se află într-o relație recursivă cu persoana admisă. în ea, în al cui corp se află?”

Creierul nu trăiește, ca capul profesorului Dowell, pe o farfurie. Are un corp - urechi, brațe, picioare, piele, așa că își amintește de gustul rujului, își amintește ce înseamnă să ai mâncărimi la călcâi. Corpul este o parte directă a acestuia. Computerul nu are acest corp.

În zilele noastre, din ce în ce mai mulți oameni sunt interesați de modul în care funcționează creierul. Bineînțeles că este modă. Dar al doilea motiv nu este mai puțin important - suntem radical dependenți de creier. Ochii, urechile, simțurile noastre oferă informații acolo. A privi este una, dar a vedea este alta. Imaginea lumii este în creier. Dar întrebarea este - putem avea încredere în el? Dacă luați un pacient care are halucinații și îi faceți o scanare prin rezonanță magnetică, aceasta va arăta că creierul lui procesează de fapt semnale vizuale sau auditive în timp ce are vederi.

Dacă creierul este atât de autosuficient încât face totul singur, atunci care este rolul nostru? Sau suntem doar un container pentru acest monstru? Prin urmare, problema liberului arbitru este foarte serioasă în neuroștiință, psihologie și filozofie. Suntem liberi în deciziile noastre sau nu? Sau creierul însuși ia o decizie și apoi ne trimite un semnal reconfortant: „Nu vă faceți griji pentru nimic, ați luat această decizie”.

Gestalt percepție, toată arta, creativitatea, știința, care nu se preocupă doar de numărare - computerele nu pot face acest lucru. Atâta timp cât este totul al nostru, avem o șansă.

Încă nu este foarte clar modul în care limbajele, cuvintele și semnificațiile lor sunt stocate în creier. În același timp, există patologii când oamenii nu își amintesc substantivele, ci își amintesc verbele. Si invers.

În general, conștiința este creierul, memoria este creierul și limbajul este de asemenea. Brodsky a spus că „poezia este cea mai înaltă formă de limbaj, un accelerator special al conștiinței și scopul speciei noastre”. Adică noi, ca specie, putem face mai mult decât acești contabili de fier care tot numără unii și zerourile. Facem cu totul altceva.

Știm, desigur, că există blocuri funcționale în creier. Să zicem că această parte se ocupă de limbaj, această parte se ocupă de imaginile vizuale, sunt zone care sunt deosebit de ocupate cu memorie, dar serios, tot creierul este ocupat cu totul. Aceste zone există, și știm despre ele, pentru că dacă o cărămidă cade pe zona lui Broca, persoana nu va mai vorbi, iar acesta este un fapt. Dar mișcarea inversă este greșită. Nu se poate spune că vorbirea este controlată de cutare sau cutare zonă. Vorbirea, ca și conștiința și memoria, este controlată de întregul creier.

Problema este că atunci când te uiți în creier, nu vezi nimic acolo. Oricât de perfect este echipamentul tău, următorul pas este etapa de interpretare. Și depinde de poziția filozofică. Acesta este un cerc. Acum există mult scepticism cu privire la faptul dacă are sens să studiem toate acestea. La urma urmei, nu știm ce să facem cu ea. Mai este o problemă aici. O diferență teribilă în rezultatele individuale. Chiar dacă studiem aceeași persoană și nu adunăm academicieni, alcoolici etc., rezultatul va fi totuși specific. Același experiment a fost repetat de 33 de ori cu o persoană. Acestea sunt doar imagini diferite. Există un decalaj în baza explicativă. Putem spune asta: „Credem că...” și atașăm o imagine din creierul lui.

Există, de asemenea, un lucru atât de fermecător, despre care, apropo, nu ar strica toată lumea să știe - avem așa-numitele „Sisteme de oglindă” în creierul nostru. Acestea sunt sisteme care au fost descoperite de Giacomo Resolatti, un om de știință minunat , apropo, profesorul nostru onorific la Universitatea din Sankt Petersburg, am organizat asta, de altfel, și a venit la noi, a ținut prelegeri, în general, un tip drăguț. Și a descoperit aceste sisteme de oglinzi. Sunt așa: se aprind nu atunci când faci ceva tu însuți, ci când privești pe altcineva făcând asta. Cuvântul „Altul” este scris cu majuscule. În general, orice Altul. Aceasta este baza pentru comunicare, baza pentru orice învățare în general. Iar baza limbajului, și cel mai important, repet, este baza comunicării. Pentru că persoanele care sunt diagnosticate cu „autism” sau „schizofrenie” au fost deja dovedite că aceste sisteme sunt stricate. Ei trăiesc în propria lor lume, complet incapabili să iasă din ea și să privească situația cu alți ochi.

Este omul un animal?

Diferențele importante dintre oameni și alte animale sunt limbajul și conștiința.

Ne ocupăm în mod constant nu numai de obiectele în sine, ci și de simboluri. Să presupunem că este un pahar pe masă. De ce îi spunem „pahar”? De ce să-l desenezi? Omul pare să aibă ceea ce s-ar putea numi o „pasiune pentru duplicarea lumii”.

Este important să înțelegem că depindem 100% de creierul nostru. Da, privim lumea „cu ochii noștri”, auzim ceva, simțim ceva, dar modul în care înțelegem totul depinde doar de creier. El decide ce să ne arate și cum. De fapt, nu știm deloc ce este realitatea. Sau cum vede și simte o altă persoană lumea? Dar mouse-ul? Cum vedeau sumerienii lumea?

La corbi, sau mai degrabă chiar la corvide în general, creierul este destul de asemănător cu creierul primatelor din punct de vedere al dezvoltării. Ciorii își recunosc reflexia.

Maimuțele au timp să observe ordinea numerelor și să apese rapid pătratele în ordinea corectă sub care sunt ascunse numerele. Mai mult, nici tu și eu nu putem concura cu ei în asta.

Dacă intri și tastezi ceva despre sarcinile intelectuale care sunt date maimuțelor, există doar filme acolo, poți urmări online cum se întâmplă asta: îi arată câteva numere pentru o scurtă perioadă de timp și le elimină, iar după aceea încep aceste numere. să clipească, iar ea trebuie să arate cu degetul spre cele pe care le-a văzut. O sarcină absolut imposibilă pentru mine. Nu numai cu această viteză, dar, în general, nici nu mă pot gândi la asta. Ea face acest lucru cu viteza cosmică, așa cum puteți vedea simplu. Așa că nu te gândi prea mult la tine.

Creierul delfinilor este, de asemenea, puternic dezvoltat. Încă nu se știe cine o are mai bine - noi sau ei. El spune că răspunsul este adesea „Dar ei nu au construit o civilizație!” Dar ce diferență are atunci când pot dormi, oprind o singură emisferă și rămânând treji, au ironie, limbaj propriu, trăiesc vieți fericite, sunt întotdeauna bine hrăniți, nu au dușmani periculoși și lista poate continua. Vedeți, ei dansează și cântă, au o cantitate nesfârșită de mâncare - tot oceanul, ecologia este frumoasă, înotați oriunde doriți. Ei doar cântă, se joacă, fac dragoste și atât, și ce altceva ar trebui să facă? Ar trebui să organizăm construcția comunismului acolo, în Fiji sau ce? Ce ar trebui să facă ei pentru a ne face fericiți?

Și apoi a fost celebrul papagal Alex. Știa aproximativ 150 de cuvinte și răspundea la întrebări simple.

În convingerea mea cea mai profundă, știința este angajată în încercarea de a afla, cu cea mai bună putere slabă, cum a proiectat Dumnezeu lumea. Cu cât știi mai multe în sens științific, cu atât vezi mai mult complexitatea inimaginabilă a ceea ce s-a întâmplat și, în același timp, claritatea și universalitatea acestor legi în Univers - asta sugerează că totul nu este întâmplător...

Crezi că eu, Tim_duke, am scris concluzia? Nu, acesta este cine:

Chernigovskaya Tatyana Vladimirovna - născută în 1947 în orașul Leningrad. Se ocupă de probleme de psiholingvistică, neuroștiință și teoria conștiinței. Este doctor în științe biologice, profesor, om de știință onorat al Federației Ruse, iar la inițiativa ei a fost creată specializarea științifică „Psiholingvistică” în anul 2000. Până în 1998 a lucrat la Institutul de Fiziologie Evolutivă și Biochimie, care poartă numele. LOR. Sechenov RAS, în laboratoarele de bioacustică, asimetria funcțională a creierului uman și fiziologia comparată a sistemelor senzoriale (cercetător principal).

Probabil că nu are sens să enumeram toate acreditările Tatyanei Vladimirovna, ea și-a susținut tezele de master și de doctorat în neurolingvistică, este lector invitat în mod regulat la universități din SUA și Europa și președinte al Asociației Interregionale pentru Cercetare Cognitivă. În 2010, prin decret al președintelui Federației Ruse, i s-a acordat titlul de „Om de știință onorat al Federației Ruse”. În 2017, a fost nominalizată de Academia Rusă de Științe pentru o medalie de aur pentru realizările remarcabile în domeniul promovării cunoștințelor științifice, membră a diferitelor comunități ruse și internaționale (lingvistice, asociații de inteligență artificială, societate fiziologică, Societatea Internațională de Neuropsihologie, Societatea Internațională de Psiholingvistică Aplicată și altele.

1. Creierul este analogic, dar computerele sunt digitale.

Neuronii sunt binari, iar dacă ating nivelul dorit, apare un potențial de acțiune. Această relație simplă cu sistemul digital „Unul și Zero” oferă o idee complet greșită despre procesele neliniare cu adevărat continue care afectează direct funcționarea rețelei neuronale și a dispozitivului acesteia.

Să spunem doar că una dintre principalele moduri prin care sunt transmise datele este viteza cu care neuronii încep să se declanșeze. Astfel, rețelele de neuroni se pot declanșa în sincronie sau în dezordine (totul este relativ). Această conexiune poate influența puterea semnalelor primite de un flux de neuroni. Și la sfârșit, în interiorul fiecăruia dintre neuroni, începe o circulație de cvasi-integratori, care constau din lanțuri de ioni, dintre care sunt destul de puține, și potențiale de membrană în schimbare regulată.

2. Memoria asociativă – memoria creierului.

O solicitare de informații într-un computer are loc la o anumită adresă (adresare octet). Creierul folosește o metodă diferită de căutare a datelor - nu după adresă, ci după componenta sa, sau mai degrabă chiar după partea sa reprezentativă. Și, în cele din urmă, creierul are ceva ca un „sistem Google” în care câteva cuvinte cheie sunt suficiente pentru a reproduce întregul context. Desigur, ceva similar poate fi reprodus în computere prin indexarea tuturor informațiilor care sunt stocate și care trebuie stocate. Acesta este modul în care se va efectua căutarea pe baza informațiilor relevante.

3. Memoria pe termen scurt și RAM nu sunt același lucru.

Deși mulți psihologi au identificat unele asemănări cu adevărat evidente între RAM și memoria pe termen scurt, o analiză mai detaliată a relevat o abundență de diferențe mai semnificative.

Deși RAM și memoria pe termen scurt necesită „energie”, memoria pe termen scurt poate conține doar „referințe” la memoria pe termen lung, în timp ce memoria operațională conține informații care sunt similare ca compoziție cu cele găsite pe hard disk.

Spre deosebire de RAM, memoria pe termen scurt nu este limitată de capacitate.

4. Procesarea și memoria în creier sunt efectuate de aceleași componente.

Un computer este capabil să proceseze informații din memorie prin conectarea procesoarelor și apoi să stocheze datele procesate înapoi în memorie. Acest tip de diviziune nu poate exista în creierul nostru. Neuronii procesează datele și transformă sinapsele (punctul de contact dintre doi neuroni), care este memoria principală. Și, ca rezultat, reconstrucția unei persoane din memorie schimbă ușor acele amintiri.

5. Toate organele se supun creierului.

Acest lucru nu este mai puțin important. De fapt, creierul nostru poate folosi capacitatea de a ne controla toate organele. Multe experimente arată că, atunci când ne uităm la interior, să zicem camere, creierul nostru descarcă memorie, deoarece memoria noastră vizuală este foarte mică și, datorită acesteia, putem reproduce situația, și nu locația exactă a obiectelor.

În plus, creierul este mult mai mare decât absolut orice computer care există astăzi.

Proteze care sunt controlate de puterea gândirii, comunicarea directă cu computerele fără ajutorul mușchilor, iar în viitor - un corp artificial pentru o persoană paralizată și antrenamentul funcțiilor cognitive - gândire, memorie și atenție. Toate acestea sunt dincolo de domeniul science fiction-ului. Momentul neuroștiinței a sosit deja, spune Serghei Șișkin, candidat la științe biologice, șef al departamentului de tehnologii neurocognitive la Centrul de Cercetare al Institutului Kurchatov. El a vorbit despre cele mai recente rezultate ale cercetărilor pe creier la Centrul Educațional Sirius. Lenta.ru oferă punctele principale ale discursului său.

Primii pași în terra incognita

Rezultatele cercetării fizice stau la baza a tot ceea ce ne înconjoară. Indiferent la ce ne uităm - clădiri, haine, computere, smartphone-uri - toate acestea sunt cumva legate de tehnologii bazate pe legile fizicii. Dar contribuția științei creierului la viața noastră este incomparabil mai mică.

De ce? Până de curând, neuroștiința s-a dezvoltat foarte lent. La mijlocul secolului al XIX-lea, abia începeau să înțeleagă că creierul este format din celule nervoase - neuroni, dar apoi erau extrem de greu de văzut și izolat. Cercetătorii moderni au găsit modalități de a studia neuronii mai profund și de a le monitoriza activitatea - de exemplu, ei injectează coloranți fluorescenți care strălucesc atunci când celula este activată.

Noile metode fac posibilă observarea funcționării creierului uman fără intervenție chirurgicală folosind tehnologia rezonanței magnetice nucleare. Începem să înțelegem mai bine structura creierului și să creăm noi tehnologii bazate pe aceste cunoștințe. Una dintre cele mai impresionante este interfața creier-calculator.

Interfață creier-calculator

Această tehnologie vă permite să controlați un computer cu puterea gândirii mai precis, se numește „tehnologie pentru transmiterea comenzilor de la creier la computer fără ajutorul mușchilor și nervilor periferici” (aceasta este definiția adoptată în literatura științifică; ). Scopul principal al interfețelor creier-calculator este de a ajuta persoanele cu dizabilități, în primul rând acele persoane ai căror mușchi sau sistemul lor de control nu funcționează. Acest lucru poate fi cauzat de diverse motive - de exemplu, un accident de mașină atunci când măduva spinării unei persoane este tăiată.

O persoană sănătoasă are nevoie de un canal suplimentar de comunicare cu un computer? Unii oameni de știință cred că o astfel de interfață poate accelera foarte mult munca cu tehnologia computerului, deoarece o persoană nu va fi „încetinită” de mâinile sale: - va trimite direct informații către computer. Există, de asemenea, o presupunere mai realistă: cu ajutorul acestor interfețe puteți antrena funcțiile cognitive ale creierului - gândire, memorie, atenție... Cum să nu ne amintim de filmul „The Lawnmower Man”, în care personajul principal, folosind realitatea virtuală, și-a „pus în funcțiune” creierul atât de mult încât a devenit de fapt un supraom.

În centrul acestor dorințe se află visul de a extinde capacitățile creierului. Acest lucru este de înțeles: aproape întotdeauna suntem nemulțumiți de oportunitățile pe care le avem. Visul de a extinde capacitățile creierului sugerează oamenilor de știință o direcție de lucru aparent fantastică, dar din ce în ce mai reală: să încerce să conecteze creierul și computerul cât mai strâns posibil. La urma urmei, programele de calculator au un mare dezavantaj - aproape totul în ele este construit pe reguli stricte, în timp ce intuiția unei persoane funcționează, deși nu poate calcula opțiuni aproape instantaneu. Deci această combinație a punctelor forte ale creierului și computerului ar fi foarte utilă.

Probleme practice

Dar, în primul rând, neuroștiința se confruntă cu sarcini foarte practice. De exemplu, ajutați oamenii cu o boală numită scleroză laterală amiotrofică. Sunt puțini pacienți cu acest diagnostic, dar este o boală foarte gravă. Pacientul poate gândi complet normal și poate percepe informații din lumea exterioară, dar este incapabil să se miște sau chiar să spună nimic. Din păcate, această boală rămâne incurabilă, iar pacienții nu pot comunica cu ceilalți pentru tot restul vieții.

Primele încercări de a crea o interfață „creier-calculator” au fost făcute încă din anii 1960, dar interesul serios pentru această tehnologie a apărut abia după ce omul de știință german Niels Birbaumer și colegii săi au dezvoltat așa-numitul „dispozitiv de transfer al gândurilor” la sfârșitul anilor 1990. și a început să învețe pacienții paralizați cum să-l folosească.

Unii pacienți, datorită acestui dispozitiv, au putut comunica cu rudele și cercetătorii. Unul dintre ei a scris o scrisoare lungă folosind un „dispozitiv de transfer al gândurilor” în care a explicat cum a tastat scrisorile. Acest text, pe care pacientul l-a scris pe parcursul a șase luni, a fost publicat într-una dintre revistele științifice.

Lucrul cu sistemul Birbaumer nu poate fi numit simplu. Pacientul trebuie să selecteze mai întâi una dintre jumătățile alfabetului afișat pe ecran, schimbând potențialele electrice care vin din creier fie într-o direcție pozitivă, fie negativă. Astfel, pare să spună mental „da” sau „nu”. Potențialul electric este înregistrat direct pe suprafața scalpului, transmis la un computer și determină ce jumătate din alfabet ar trebui să fie selectată. Apoi persoana merge mai adânc prin alfabet și selectează o anumită literă. Acest lucru este incomod și necesită timp, dar metoda nu necesită implantarea de electrozi în creier.

Metodele invazive, în care electrozii sunt introduși direct în creier, au mai mult succes. Impulsul dezvoltării acestei direcții a fost dat de războiul din Irak. Mulți militari au devenit apoi invalidi, iar oamenii de știință americani au încercat să descopere cum astfel de oameni ar putea controla protezele mecanice folosind interfața creier-calculator. Primele experimente au fost efectuate pe maimuțe, iar apoi electrozi au fost implantați persoanelor paralizate. Drept urmare, persoana a putut participa activ la procesul de stăpânire a tehnicii de control al protezei.

În 2012, echipa lui Andrew Schwartz din Pittsburgh a reușit să antreneze o femeie paralizată să controleze un braț mecanic atât de precis încât a putut să-l folosească pentru a apuca diverse obiecte și chiar să strângă mâna cu gazda unui program de televiziune popular. Adevărat, nu toate mișcările au fost efectuate impecabil, dar, desigur, sistemul este îmbunătățit.

Cum ai reușit să faci asta? A fost dezvoltată o abordare care permite ca direcția dorită de mișcare să fie determinată din mers folosind semnale codificate în neuroni. Pentru a face acest lucru, este necesar să implantați electrozi mici în cortexul motor al creierului - aceștia deviază semnalele de la neuroni care sunt transmise computerului.

Apare imediat întrebarea: dacă o persoană mișcă un braț mecanic, este posibil să se facă un dublu mecanic - un avatar care va reproduce toate mișcările unei persoane? Un astfel de corp mecanic va fi controlat printr-o interfață creier-calculator. Există o mulțime de fantezii despre asta, uneori oamenii de știință chiar vin cu niște planuri reale. Deocamdată, experții serioși tratează acest lucru ca pe o ficțiune științifico-fantastică, dar în viitorul îndepărtat acest lucru este posibil.

Controlul privirii

În laboratorul de tehnologii cognitive de la Institutul Kurchatov, aceștia lucrează acum nu numai la interfețele „creier-calculator”, ci și la interfețele „ochi-creier-calculator”. Strict vorbind, nu este tocmai o interfață creier-calculator, deoarece folosește mușchii ochilor pentru a funcționa. Controlul prin înregistrarea direcției privirii este, de asemenea, foarte important, deoarece există persoane cu dizabilități cu deficiențe motorii ai căror mușchi oculari continuă să funcționeze. Există deja sisteme gata făcute cu care o persoană poate introduce text cu ochii.

Cu toate acestea, problemele apar dincolo de sarcina de tastare. De exemplu, este dificil să înveți interfața să nu dea comenzi atunci când o persoană se uită la butonul de control doar pentru că s-a gândit și a încetat să se uite la el.

Pentru a rezolva această problemă, Institutul Kurchatov a decis să creeze o tehnologie combinată. Participanții la experimente joacă un joc pe computer, făcând mișcări numai cu ajutorul unor întârzieri scurte ale privirii. În acest timp, cercetătorii înregistrează semnale electrice de la creierul lor pe suprafața scalpului.

S-a dovedit că atunci când un participant la experiment își ține privirea pentru a face o mișcare, în semnalele creierului său apar markeri speciali care nu există atunci când privirea este ținută fără motiv. Pe baza acestor observații, este creată interfața „ochi-creier-calculator”. Utilizatorul său va trebui doar să se uite la un buton sau un link de pe ecranul computerului și să dorească să facă clic pe el - sistemul va recunoaște această dorință, iar clicul se va întâmpla de la sine.

În viitor, vor apărea noi metode care vor face posibilă conectarea creierului la un computer fără utilizarea unor operațiuni riscante și foarte costisitoare. Asistăm acum la apariția acestor tehnologii și în curând le vom putea încerca.

Fiecare creier uman este ceva special, un miracol al naturii incredibil de complex, creat prin milioane de ani de evoluție. Astăzi, creierul nostru este adesea numit un computer adevărat. Și această expresie nu este folosită în zadar.

Și astăzi vom încerca să înțelegem de ce oamenii de știință numesc creierul uman un computer biologic și ce fapte interesante există despre el.

De ce creierul este un computer biologic

Oamenii de știință numesc creierul un computer biologic din motive evidente. Creierul, ca și procesorul principal al oricărui sistem informatic, este responsabil pentru funcționarea tuturor elementelor și nodurilor sistemului. Ca și în cazul memoriei RAM, hard diskului, plăcii video și altor elemente ale PC-ului, creierul uman controlează vederea, respirația, memoria și orice alt proces care are loc în corpul uman. El prelucrează datele primite, ia decizii și realizează toată munca intelectuală.

În ceea ce privește caracteristica „biologică”, prezența acesteia este, de asemenea, destul de evidentă, deoarece, spre deosebire de tehnologia computerizată convențională, creierul uman este de origine biologică. Deci, se dovedește că creierul este un adevărat computer biologic.

La fel ca majoritatea computerelor moderne, creierul uman are un număr mare de funcții și capacități. Și vă oferim câteva dintre cele mai interesante fapte despre ele mai jos:

• Chiar și noaptea, când corpul nostru se odihnește, creierul nu adoarme, ci, dimpotrivă, este într-o stare mai activă decât în ​​timpul zilei;
• Cantitatea exactă de spațiu sau memorie care poate fi stocată în creierul uman este în prezent necunoscută oamenilor de știință. Cu toate acestea, ei sugerează că acest „hard disk biologic” poate stoca până la 1000 de terabytes de informații;
• Greutatea medie a creierului este de un kilogram și jumătate, iar volumul acestuia crește, ca și în cazul mușchilor, din antrenament. Adevărat, în acest caz, antrenamentul presupune dobândirea de noi cunoștințe, îmbunătățirea memoriei etc.;
• În ciuda faptului că creierul este cel care reacționează la orice daune aduse corpului trimițând semnale de durere părților corespunzătoare ale corpului, el însuși nu simte durere. Când simțim o durere de cap, este doar durere în țesuturile și nervii craniului.

Acum știi de ce creierul este numit computer biologic, ceea ce înseamnă că ai făcut un mic antrenament al creierului tău. Nu te opri aici și învață sistematic ceva nou.