Алмазное лезвие, встроенное в микроскоп, отрезает тончайшие слои от крошечного образца мозга. Получается последовательный набор ультратонких срезов, каждый сканируется электронным микроскопом. Сканы в цифровой форме накладываются друг на друга, образуя трехмерное изображение.
Составленная из множества слоев модель представляет собой клубок переплетенных нейронов. С учетом того, что каждый нейрон длиной от 4 до 100 миллиардных долей метра может иметь до 10 000 ответвлений, это необычайно сложная задача. Для составления схемы всего человеческого коннектома потребуется несколько десятилетий.
Human Brain Project: большая группа исследователей из Швейцарии собирает данные из лабораторий всего мира; их конечная цель – создать работоспособную симуляцию всего мозга.
Мы находимся лишь в самом начале пути к получению полной схемы человеческого мозга и к симуляции его работы, но никаких теоретических препятствий к решению этой задачи нет. Главный вопрос в другом: будет ли работоспособная симуляция мозга обладать сознанием? Если мы ни в чем не ошибемся, получится ли в результате разумное существо? Будет ли оно мыслить и осознавать себя?
Требует ли сознание материальной основы?
Если компьютерную программу можно запускать на разном оборудовании, то вполне возможно, что программа разума тоже может выполняться на других платформах. Попробуем сформулировать это по-другому: что, если в самой биологии нейронов нет ничего особенного и личность человека определяется только их взаимодействием? Эта точка зрения известна как вычислительная модель мозга. Суть ее заключается в том, что нейроны, синапсы и другие биологические элементы не являются критически важными. Главное – вычисления, которые они обеспечивают. То есть значение имеет не физическая основа мозга, а его действия.
Мозг крысы
На протяжении всей человеческой истории у крыс была плохая репутация, однако для современной биологии крысы (и мыши) практически незаменимы в определенных видах исследований. Мозг у крысы больше, чем у мыши, но у обеих есть важное сходство с человеческим мозгом – в частности, в организации коры головного мозга, внешнего слоя, который играет главную роль в абстрактном мышлении.
Внешний слой человеческого мозга, или кора, образует складки, чтобы ее поместилось как можно больше в пространстве черепа. Если расправить кору головного мозга взрослого человека, ее площадь составит 2500 квадратных сантиметров (как небольшая скатерть). Мозг крысы, наоборот, относительно гладкий. Несмотря на явные различия во внешнем виде и размере, на клеточном уровне оба мозга очень похожи.
Под микроскопом отличить нейрон крысы от нейрона человека практически невозможно. У мозга крысы и мозга человека сходные структуры, и они прошли одни и те же стадии развития. Крысы способны решать когнитивные задачи от различения запахов до нахождения выхода из лабиринта, и это позволяет исследователям соотносить активность их нейронов с выполнением тех или иных действий.
Вычислительные устройства не обязательно должны быть изготовлены из кремния – они могут состоять из движущихся капелек воды или деталей конструктора лего. Значение имеет не то, из чего сделан компьютер, а как взаимодействуют его составляющие.
Если эта гипотеза подтвердится, то теоретически мозг можно создать из любого материала. Если вычисления выполняются правильно, то все чувства и действия будут результатом сложных связей внутри нового материала. Теоретически можно взять другие клетки, а электричество заменить кислородом: средство не имеет значения, если все элементы должным образом соединены и правильно взаимодействуют. Так мы получим возможность «запускать» полностью работоспособную симуляцию личности в отсутствие биологического мозга. Согласно вычислительной модели, такая симуляция действительно будет эквивалентна исходной.
Вычислительная модель мозга является лишь гипотезой, то есть мы не знаем, верна ли она. В конце концов, вполне возможно, что в нашей биологии есть нечто особенное, еще неизвестное нам, и в этом случае мы привязаны к той биологии, с которой пришли в этот мир. Если же вычислительная модель верна, то разум может жить и в компьютере.
Если симулировать мозг все же возможно, возникает следующий вопрос: должны ли мы для этого копировать традиционный биологический путь или можно создать другую разновидность разума – изобретенного нами, с нуля?
Искусственный интеллект
Люди давно пытались создать думающие машины. Это направление исследований – искусственный интеллект – возникло еще в 1950-х гг. Первые исследователи были полны оптимизма, но проблема неожиданно оказалась чрезвычайно сложной. Скоро у нас появятся машины без водителя, а с тех пор, как компьютер победил шахматного гроссмейстера, прошло уже два десятилетия, однако цель создания действительно разумной машины еще не достигнута. В детстве мне казалось, что, когда я вырасту, уже появятся роботы, которые будут заботиться о нас и с которыми можно будет вести содержательную беседу. Тот факт, что до создания таких машин еще очень далеко, свидетельствует о сложности такой загадки, как работа мозга, а также о том, что мы находимся только в начале пути к раскрытию тайн Природы.
«Почему бы нам, вместо того чтобы пытаться создать программу, имитирующую ум взрослого, не попытаться создать программу, которая бы имитировала ум ребенка?» – писал Алан Тьюринг в 1950 г. В исследовательских лабораториях всего мира проводятся эксперименты с 29 одинаковыми роботами iCub, которые объединены в общую сеть и могут делиться своими знаниями.
Одна из последних попыток создать искусственный интеллект была предпринята в Англии, в Плимутском университете. Устройство под названием iCub представляло собой гуманоидного робота, который был задуман и спроектирован так, чтобы развиваться подобно ребенку. Обычно роботы программируются для выполнения определенных задач, но что, если роботов наделить способностью развиваться, как развивается младенец, – взаимодействуя с окружающим миром, подражая взрослым и обучаясь на примерах? В конце концов, дети появляются на свет, не умея ни ходить, ни говорить, однако они наделены любопытством, наблюдательностью и способностью к подражанию. Младенцы используют окружающий мир как учебник и учатся на примере. Способен ли робот вести себя так же?
iCub ростом с двухлетнего ребенка. У него есть глаза, уши и тактильные датчики, что позволяет ему взаимодействовать с окружающим миром и познавать его.
