Мистер Томпнис внутри самого себя - Гемов Г.
ISBN 5-7029-0343-9
Скачать (прямая ссылка):
небольшая ошибка может полностью обесценить окончательный результат. Но в
человеческом мозгу все происходит иначе. Во-первых, в нашем мозгу
ежеминутно отмирает около десятка нейронов, но мозг, даже в преклонном
возрасте, продолжает великолепно функционировать. Во-вторых, мы знаем,
что компоненты мозга, нейроны, работают на статистической основе.
Например, если импульс доходит до синапса, то он может заставить
возбудиться следующий нейрон лишь в 60 или 80 случаях из 100. Ясно, что в
таком компьютере, как Маниак, это не привело бы ни к чему хорошему.
- Вполне возможно, - вмешался в разговор другой гость, специалист по
электронике, - что человеческий мозг работает по принципу избыточности.
Предположим, что компоненты Маниака очень ненадежны. Вы можете тем не
менее производить на Маниаке надежные вычисления, если предусмотрите
множество копий каждой цепи и будете всякий раз принимать результат, так
сказать, большинством голосов. Но я склонен думать, что наш мозг - не
цифровой, а аналоговый компьютер.
- А в чем различие между цифровыми и аналоговыми компьютерами? -
спросил мистер Томпкинс.
- В цифровом компьютере, - пояснил специалист по электронике, -
дискретные импульсы, которые могут либо быть, либо не быть, представляют
числа или логические операции. Так действует, например, Маниак. В
аналоговом компьютере числа представлены какой-нибудь физической
величиной, скажем, напряжением. Если число 20 представлено напряжением в
20 вольт, а число 40 - напряжением в 40 вольт, то для того, чтобы сложить
числа 20 и 40, вам необходимо сложить эти два напряжения. Если вы
правильно спроектировали и построили свою электрическую схему, то
получите 60 вольт. С помощью различных приемов можно также производить
вычитание, умножение, деление и проделывать более сложные операции. В
общем и целом при решении многих конкретных задач, в особенности задач
очень сложных, аналоговые компьютеры уступают цифровым в точности, но
пре-
Как устроен человеческий мозг?
263
восходят их в быстродействии. С одним простым аналоговым компьютером вы,
несомненно, знакомы, хотя и не догадываетесь об этом Я имею в виду
логарифмическую линейку, в которой числа представлены не напряжениями, а
длинами отрезков.
- Но из того, что я успел узнать, - перебил собеседника мистер
Томпкинс, - вроде следует, что нейрон может находиться либо в
возбужденном, либо в невозбужденном состоянии. Никакого промежуточного
состояния не существует, между тем, как напряжение на проводнике может
принимать любые значения из некоторого диапазона. В человеческом мозге
каждый импульс неотличим от другого. Если мы слышим более громкий звук
или захотим сильнее напрячь мышцу, то напряжение в нерве не повысится, а
увеличится число импульсов проходящих по нервному волокну за одну
секунду. Именно поэтому я и считаю наш мозг цифровым устройством.
- Не обязательно, - возразил специалист по электронике. - Представьте
себе, что у вас есть труба, по которой течет вода. Вы могли бы сказать,
что расход воды - величина, изменяющаяся непрерывно. Но на самом деле
вода состоит из отдельных молекул, и поэтому поток воды дискретен! Даже
на грубом уровне поток песчинок в песочных часах может показаться
непрерывным. Ощущение непрерывности у нас возникает из-за большого числа
частиц.
Поэтому если в головном мозгу возбуждается очень большое число частиц (а
именно так и происходит), то средняя плотность импульсов может казаться
непрерывно изменяющейся величиной. Вполне возможно также, что в каких-то
своих областях головной мозг действует как цифровой компьютер, а в каких-
то других - как аналоговый компьютер. Но, в чем нет никаких сомнений, так
это в том, что мозг представляет собой природное устройство для
переработки сигналов.
- Полагаю, все согласятся, - продолжал невролог, - что наш мозг
занимается обработкой сигналов, поступающих извне. Мозг упорядочивает эти
сигналы и использует, когда решает, что необходимо делать организму. Наша
большая проблема состоит в том, чтобы выяснить, как именно это делается.
Проектируя и изучая компьютеры, мы можем кое-что понять и почувствовать
на интуитивном уровне, но, разумеется, в конечном счете окончательное
решение проблемы может быть получено только на основе изучения мозга.
Недавно нам удалось узнать кое-что интересное, исследуя весьма необычный
мозг - мозг осьминога.
264
Мистер Томпкинс внутри самого себя
- А чем он так необычен? - спросил мистер Томпкинс. - Тем, что проще
человеческого мозга?
- Нет, дело вовсе не в размерах. Разумеется, мозг осьминога меньше
человеческого мозга. В нем лишь несколько сотен миллионов нейронов, тогда
как у нас их более десяти тысячи миллионов. Истинная причина успеха
проведенного нами исследования заключается в другом.
В ходе эволюции мозг осьминога развивался так, что ныне состоит из
отдельных долей, разумеется, соединенных между собой. Такая структура
позволяет нам иссекать хирургическим путем любую из долей и затем
