Исследование человеческого мозга

Цефализация (греч. kephale — голова) — концепция, согласно которой эволюция жизни на Земле является направленным процессом, повышением роли головного мозга, центральной нервной системы в развитии биологических видов

на Земле. Идея этой концепции принадлежит американцу Д. Дану (1813—1895),

высказавшему ее в конце XIX в. Однако развитие этой идеи связано с учением В.

И. Вернадского о биосфере. Он писал, что в течение всего эволюционного процесса, начиная с кембрия, т. е. в течение пятисот миллионов лет, мы видим, что от времени до времени, с небольшими промежутками остановок до десятков и сотен лет идет увеличение сложности и совершенства строения центральной нервной системы, т. е. центрального мозга. Эта идея В. И. Вернадского изложена

в его работе «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения»1.

В прошлом веке исследования строения и функций головного мозга человека показали, что контроль деятельности всех органов и систем организма человека, объединение их в единое целое и организация их совместной работы осуществляются нервной системой, которую по выполняемым функциям подразделяют на центральную (ЦНС) и периферийную (ПНС). К ЦНС относится головной и спинной мозг. К ПНС — отходящие от спинного и головного мозга нервы и нервные узлы. ПНС подразделяют, в свою очередь, на соматическую (координирует деятельность поперечно-полостной мускулатуры) и вегетативную (автономную), которая регулирует активность работы внутренних органов, желез

и гладкой мускулатуры.

Созданный в прошлом веке структурно-функциональный подход к изучению

функций головного мозга, нервной системы человека позволил подойти к более тщательному исследованию нервных клеток (нейронов). Человеческий мозг состоит приблизитель-

1 М.: Наука, 1965.

но из 100 млрд нейронов (от греч. слова - жила) и около 1 трлн синапсов. На

каждый среднего размера нейрон мозга человека приходится десяток глиальных клеток, склеивающих все нейроны в единую систему и до 10 тыс. синапсов (от греческого слова, означающего соединение), которые обеспечивают передачу нервных сигналов (импульсов) от одного нейрона к другому. Важным компонентом нервной системы являются нейрогормоны, т. е. химические вещества, передающие нервные импульсы через синаптические системы связи между нейронами. К ним относится адреналин и ряд других веществ. Расстройство системы производства соответствующих нейрогормонов приводит

к нарушению системы передачи импульсов между нервными клетками, что выражается, например, в ослаблении памяти и т. д.

Несмотря на то что исследования человеческого мозга интенсивно развивались

в прошлом веке, тем не менее остается много загадок в понимании этого чрезвычайно сложного образования: как происходит, например, процесс формирования сознания и мышления?

Часто в дискуссиях по проблемам изучения мышления можно услышать такую реплику: у человека нет органа, для того чтобы думать, размышлять, поскольку мозг занят решением сверхсложных задач управления всем человеческим организмом в целом. Ранее предполагали, что мозг в основном связан с обеспечением психических функций человека, однако глубокое изучение работы всего организма человека убедило ученых в том, что человеческий мозг играет важнейшую роль в управлении всем организмом и его поведением в материальной и социально-психологической среде. Клетки головного мозга крайне чувствительны к нормальному процессу кровоснабжения: предел реанимации, например, коры больших полушарий головного мозга находится в интервале от 3 до 8 мин, что значительно меньше предела выживаемости других органов человека.

С развитием нанотехнологии специалисты связывают большие надежды с возможностью точного воспроизведения некоторых важных функций деятельности головного мозга: управление отдельными мышцами и т. д.

Этот подход основывается на предложении сходства функций, выполняемых мозгом, состоящим из огромного числа малых размеров нейронов и функций систем, реализованных на микросхемах, которые моделируют отдельные процессы головного мозга:

микросхема плюс нейрон, передающий нервный импульс в соответствующие

нервные клетки.

Большую роль в развитии этого подхода играют методы математической топологии, раздела современной математики, изучающей строение разнообразных структур и их преобразования, т. е. способы перехода от одной в другую. Все материальные тела являются определенными пространственными фигурами расположения частиц, атомов, молекул, и, следовательно, информация об их расположении может быть использована для создания различных структур на микросхемах. Информация в головном мозге человека структурирована («записана») в 10 000 раз плотнее, чем в современных компьютерах.

Искусственный интеллект. Интеллект (лат. intelectus — ум, рассудок) — сложное образование. Грубо говоря, это целостная система функций человеческого ума или способностей человека создавать знания о мире, принимать решения и строить свою деятельность в соответствии с создаваемыми идеалами и ценностями. Люди давно интересуются созданием технической системы, способной решать задачи и выполнять функции естественного

интеллекта.

Искусственный интеллект — это, грубо говоря, способность технической системы решать задачи с элементами творческого мышления. В 1936 г. английский математик А. Тюринг (1912—1954) предложил примерный критерий различения естественного и искусственного интеллекта. Исследователь задает вопросы двум респондентам, находящимся в двух изолированных комнатах. В одной из комнат находится вместо респондента-человека техническое устройство, отвечающее на вопросы исследователя. Если исследователь не заметит разницы в получаемых ответах от машины и человека, то он будет убежден в том, что ответы ему дает человек, а не машина.

Сегодня развиваются два направления в создании искусственного интеллекта. Первое направление — это создание все более сложных программ для решения стандартных типов задач естественного интеллекта в принятии решений (экспертные оценки, деловые игры и т. д.). Второе направление связано с исследованием самого естественного интеллекта (что такое мышление и т. д.).