Восприятие. В дополнение к эволюционному разделению частей мозга, о котором мы говорили выше, в нервной системе явно различаются три типа нейронных структур: сенсорные

В дополнение к эволюционному разделению частей мозга, о котором мы говорили выше, в нервной системе явно различаются три типа нейронных структур: сенсорные, внутренние и эффекторные. Первые связывают наш мозг с внешним миром и обеспечивают поступление в него зрительной, слуховой, вкусовой, обонятельной и осязательной информации. Есть у нас и шестое чувство - чувство равновесия, за которое отвечает вестибулярный аппарат. Его особенность заключается в том, что он не вынесен наружу. Эффекторные нейроны управляют мышцами, внутренними органами, стенками сосудов и пр. Мозг, таким образом, контролирует работу сердца, дыхание, кровяное давление, температуру, поддерживает нужное содержание кислорода в крови, осуществляет гормональную регуляцию и пр. Промежуточные нейроны обрабатывают информацию, получаемую от сенсорных и передаваемую эффекторным нейронам.

Существующие компьютерные системы позволяют вводить в них изображения, звуковую и другие виды информации. Однако, в отличие от компьютера, снабженного сканером, телекамерой и микрофоном, мозг обладает вниманием, свойством, которое позволяет ему сосредотачиваться на важной в данный момент информации и игнорировать несущественную. Эффективные системы предобработки сенсорной информации, вырабатываемые в течение жизни путем обучения, позволяют мозгу эффективно распознавать сенсорные образы - способность, пока мало освоенная современными компьютерами.

1 В восьмидесятые годы была объявлена программа создания компьютеров 5-го поколения. Эти компьютеры должны были иметь средства работы с реальными данными окружающего мира - изображениями, мелодиями, текстами и пр. Однако, как стало ясно теперь, полноценное решение этой задачи возможно только нейрокомпьютерами - системами, работа которых основывается на использовании архитектуры и свойств биологической нервной ткани.

Память

Компьютеры имеют память! В нее можно записать программы, данные, изображения, что угодно. Однако все они хранятся как некоторые именованные переменные. Специальные процедуры хеширования позволяют вычислить по имени переменной ее адрес в физической памяти, и именно по этому адресу будет искаться соответствующая запись. Никакой связи между адресом, по которому находятся данные, и содержанием самих данных не существует. Такая адресация предполагает пассивность данных в процессе поиска. Это обстоятельство чрезвычайно затрудняет поиск данных с частично известным содержанием.

Мозг использует другой способ поиска информации - не по адресу, а по содержанию, вернее, по его достаточно представительной части. Вспомните телепередачу “Угадай мелодию”, в которой участникам предлагается восстановить текст куплета по нескольким нотам мелодии. Очевидно, что эти ноты составляют лишь часть песни, в которой музыка вместе с текстом составляют единый информационный образ.

Память, способная восстанавливать полную информацию по ее достаточной части (двух нот в нашем примере недостаточно) называется содержательно-адресованной. При этом мозг способен извлекать информацию и в случае, если исходные данные (ключ) являются не собственно ее частью, но связаны с ней устойчивой связью (в случае, если мелодию не удается узнать по нотам, она может быть восстановлена мозгом, если в поле его зрения попадется машущий крылами Валдис Пельш). Такая память называется в общем случае ассоциативной (авто- или гетеро-, соответственно).

1 Трудно поверить, но в довоенном Токио не существовало нумерации домов, и таксисты доставляли пассажиров в нужное место, пользуясь информацией типа за трехэтажным домом с синей крышей мимо высокого забора до старой сливы. Таким образом, они использовали ассоциативную память, потребность в которой сильно упала после прихода американцев и присвоения жилищам адресов (вспомните пресловутый угол 5-й авеню и 42-й улицы).

Итак, наша память имеет ассоциативный содержательно-адресованный характер. Но это еще не все. Она является также и распределенной. Это означает, что в мозге нет специализированного нейрона, отвечающего, например, за распознавание вашей бабушки[5]. Наоборот, в запоминании некоторой информации участвует множество нейронов, так что гибель некоторых из них обычно не удаляет соответствующий образ из памяти. Более того, мозг обладает огромной компенсаторной способностью: поражение обширных участков приводит к тому, что соответствующие функции берут на себя другие его части. Такое свойство систем называется робастностью (robust - крепкий, здоровый). Вспомните, что произойдет с вашей программой в компьютере, если в ней запортить несколько бит - и Вы оцените достоинства хранения информации в мозге.

1 Заметим, что распределенность не предполагает бесструктурность. Мозгу присуща определенная пространственная локализация функций. Так, в области затылка расположена зрительная кора, а лобные доли ответственны за планирование поведения. Интересно, что открытие различных по функциям отделов коры мозга произошло благодаря невысокой скорости, с которой вылетали пули из русских винтовок во время русско-японской войны. Такие пули, попадая японским солдатам в голову, не убивали их, но поражали те или иные участки мозга. Изучая таких пациентов, японские врачи смогли впервые связать расстройства восприятия и поведения с местом поражения коры.

Наконец, важнейшим свойством нашей памяти является ее активность. Суриков не видел, как Суворов переходит через Альпы, но создал в своем сознании соответствующий образ и материализовал его на холсте. Еще более причудливые примеры активности памяти могут быть найдены на картинах Босха.

1 Активность памяти есть внутреннее свойство мозга, присущее не только изобретателям и ученым, а каждому человеку. Вспомним Булгакова: “- Читаю, читаю, - рассказывал слесарь корреспонденту, - слова все легкие: Мечислав, Богуслав, и хоть убей не помню - какой кто. ... Помню одно: Мандриан. Какой думаю Мандриан? Нет там никакого Мандриана. На левой стороне есть два Баранецких. Один господин Адриан, другой Мариан. А у меня Мандриан.”

Итак, человеческая память отличается от компьютерной тем, что она: содержательно-адресованая, ассоциативная, распределенная, робастная и активная.