Александр Каплан (МГУ им. Ломоносова. Лаборатория нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов) провёл в стенах университета ИТМО лекцию «Мифы и реалии мозга человека: нейроинтерфейсы, искусственный интеллект, киборги и симбиоты», в которой рассказал про работу мозга и поделился мыслями о будущем взаимодействия человека и машин.

Кадр из кинофильма «Джонни Мнемоник»

Вокруг мозга и интеллекта много мифов, которые в перспективе могут стать устойчивым знанием. Наша работа сосредоточена на том, чтобы развеять эти мифы, — Александр Каплан

Из чего состоит человеческий мозг?

Это 86 миллиардов нервных клеток. Для понимания их работы важнее изучить не сами клетки, а их контакты друг с другом — каждая нервная клетка мозга (нейрон) имеет 10-15 тысяч контактов с другими клетками. Это миллион миллиардов операциональных единиц. Наш мозг управляет 640 мышцами и 360 суставами.

Например, 1 шаг — это работа 300 мышц, а поцелуй — 34.

Наш мозг особо не изменился по сравнению с кроманьонцами. Наш мозг уникален тем, что он не меняет свою структуру под внешние условия, а изменяет окружающую среду под себя.

86 миллиардов — это много или мало?

86 миллиардов нейронов — это очень много. У таких сравнительно умных животных, как обезьяна и дельфин — по 6-8 миллиардов нервных клеток. Настоящий рекордсмен — это слон; в его мозгу 250 млрд нейронов.

Почему слон не пишет музыку и не летает в космос, если у него так много нервных клеток? Дело в том, что у слона почти все нейроны размещены в мозжечке. Слон — очень крупное животное, ему нужно координировать огромное количество мышц, чтобы двигаться. Мозжечок как раз отвечает за координацию движений.

Как учёные считают количество нервных клеток?

Откуда мы знаем про то, сколько нервных клеток в мозге живых организмов? Все эти подсчёты сделала Сюзанна Херкулано-Хузел, профессор нейроанатомии из Рио-де-Жанейро (Бразилия). Результаты своего исследования она опубликовала в 2009 году.

Сюзанна брала мёртвый мозг и взбивала его в блендере, пока не получала что-то вроде смузи. Ядра клеток довольно прочные, поэтому они не пострадали от механического воздействия лезвий. Измерив количество нервных клеток на единицу объёма мозгового смузи, Сюзанна смогла посчитать примерное количество нейронов в мозгу человека, слона или дельфина.

Джонс — наркозависимый бывший военный дельфин из фильма «Джонни Мнемоник». Развитый интеллект этого дельфина позволял животному взламывать системы безопасности противника.

Как мы видим то, что мы видим?

Наши глаза — настоящее природное чудо. Свет фокусируется и попадает на дно глазного яблока, на котором располагаются примерно 120 миллионов светочувствительных «колбочек». Нервные клетки возбуждаются и отправляют по нервному каналу электрический разряд, попадающий в заднюю часть мозга. Но эти разряды не несут в себе никаких изображений, как в компьютере. После того, как отдел мозга получает электрический разряд от «колбочек», происходит реконструкция изображения.

На основании прошлого опыта. Здесь есть опасность, что мы можем обмануться в том, насколько соответствуют наши внутренние психические образы реальным.

Что такое красный цвет? Откуда мы вообще знаем, что красный — это красный, а зелёный — это зелёный? Цвет является результатом общественного договора. Большинство людей считают так.

Наша внутренняя психическая модель образа зависит от общественного мнения.

На протяжении всей жизни мы выстраиваем модель окружающего нас мира. Эта модель невероятно сложна. В ней мы учитываем даже физические законы, иначе мы бы не могли предсказать самим себе, как полетит мяч, например. Мы подгоняем реальность под нашу индивидуальную модель мира, и картина мира в мозгу достраивается постоянно.

Кадр из кинофильма «Матрица». Мир «Матрицы» является нейроинтерактивной моделью Земли конца XX века. Можно сказать, что принципы моделирования окружающего мира мозгом человека перешли и в Матрицу.

Наш мозг испытывает потребность в достраивании этой модели. Это желание побуждает нас изучать мир вокруг. Наша ментальная модель напрямую зависит от опыта.

Какой у нас объём памяти?

В мозге есть синапсы — контакты между нервными клетками. Эти контакты выступают в роли ячеек памяти. Память кодируется в конфигурации связей между этими синапсами.

Сам по себе синапс не очень скоростной. Время его отклика составляет 0,1 секунды, что крайне долго в сравнении с вычислительными возможностями современных компьютеров. Чтобы повысить свою скорость работы, синапсы действуют сообща. Такое сетевое распределение значительно повышает скорость работы мозга.

На сегодняшний день раскрытие тайны кодирования информации в мозге — наиболее финансируемая часть исследований нейронауки. Чтобы узнать это, учёные занимаются моделированием мозга и его работы — специальными рентгеновскими ножами они разрезают мозг на тончайшие пластинки, которые затем сканируются и «картографируются».

Сети синапсов обладают огромным объёмом памяти. Каждый из миллиардов синапсов имеет 26 состояний. Не два, как у традиционного транзистора в современных компьютерах, а 26.

Мозг — это не вычислительная, а пространственно-распредёленная система.

Каковы ресурсы мозга?

На сегодняшний день неврологические заболевания стали более летальными, чем сердечно-сосудистые заболевания и даже онкология. Можно сделать вывод, что наш мозг «упёрся в потолок» и исчерпывает свои ресурсы. Чтобы разгрузить наши головы, мы развиваем искусственный интеллект и системы автоматизации вычислительных модулей.

Сейчас ни в одном уголке мира нет настоящего искусственного интеллекта. По сути всё, что мы имеем сейчас — лишь эволюция калькуляторов. Мы не знаем, что назвать искусственным интеллектом, потому что не знаем, какой процесс назвать интеллектуальным, а какой — вычислительным.

Кто такой Homo augumenticus?

Александр Каплан считает, что будущее — за технологиями, которые используют различную периферию для расширения возможностей мозга по управлению техникой. Например, Илон Маск (CEO Tesla и основатель компании Space X) создал компанию «Neuralink». Маск понимает, что для расширения возможностей мозга нужен интерфейс между мозгом и технической «надстройкой». Кампания «Neuralink» призвана разрабатывать такие интерфейсы.

Кадр из кинофильма «Матрица»

Возможно, в будущем машины будут скрещены с человеком посредством нейроинтерфейсов. Люди станут так называемыми симбионтами — совсем как в серии видеоигр Deus Ex).

Трейлер к видеоигре Deus Ex: Mankind Divided показывает будущее, в котором люди массово пользуются различными улучшениями для тела. Такими, как многофункциональные протезы конечностей, имплантаты и многое другое.