Разговор с мозгом Нейла
Нейронная природа Мышления и Языка
Copyright  1994 by William H. Calvin and George A. Ojemann.

Уильям Г. Кэлвин, доктор философии, нерофизиолог факультета Департамента Психиатрии и Поведенческих Наук Университета Вашингтона (г. Сиэтл)
Джордж А. Оджиманн, доктор медицины, нейрохирург и нейрофизиолог факультета Департамента Нейрохирургии, Университета Вашингтона.

НЕЙЛ НАШЕЛ НАС в нашем обычном укромном месте госпитального кафетерия. Он нес свой поднос и был в бейсбольной шапочке, которую носил пока волосы не отрастут опять и, кроме того, она прикрывала U-образный послеоперационный шрам на его голове. В остальном он выглядел точно также как и раньше во время наших предоперационных дискуссий. Прошел месяц после удаления кусочка височной доли его мозга.
    "Ну что же, я полагаю, что подарил вам кусочек моего Я", сказал Нейл поставив еду на стол.
    Боюсь, что Джордж и я застонали слишком громко, поскольку несколько человек даже обернулось на нас.
    "Но я не могу сказать, что моих шариков у меня стало меньше", сказал он, смотря на нас с иронией.
    Конечно нет, только кусочек мозга. Анатомия. А сознание и мышление - это психофизиология, то есть процессы происходящие в мозге. Они как то, что производит компьютер, но не тоже, что и компьютер сам по себе.
    Но Нейл не согласился с моей компьютерной аналогией. "Если бы это было подобно компьютеру, то отрезание кусочка от него привело бы к полному его краху и он бы никогда больше не смог перезагрузиться."
     Да, но иногда ментальные процессы не так чувствительны к уменьшению аппаратуры на которых они выполняются. Представь себе программное обеспечение, которое может реконфигурировать само себя под множество конфигураций аппаратуры, после теста того, что ему доступно в данный момент.
    "При этом сознание выполнит роль операционной системы?", Нейл поддразнивал меня опять. "Оригинальный интерфейс пользователя для маленького человечка внутри головы?"
    Он попробовал салат и продолжил: "Я думаю, что аналогия, которую вы ищите, это не компьютер, а, скорее, компьютерная сеть. Которая может перераспределять работу между простаивающими процессорами. Вы должны исследовать, как мозг умеет реорганизовывать сам себя, перераспределяя ресурсы. Это можно назвать Динамическая Реорганизация. Потом вам надо быстро это запатентовать, пока это не сделали комьпьютерные инженеры!"
     "Точно, за исключением маленькой проблемки, что мы не знаем до сих пор, как работает мозг", ответил Джордж. "Даже близко к тому, чтобы построить его работающую модель. Чтобы она могла ходить, разговаривать, носить подносы, беспокоиться насчет завтрашнего дня и рассказывать плоские шуточки про нехватку шариков в голове."
    Нейл усмехнулся. "Но только подумайте, какие славные машины вы можете создать на основе нейронных принципов. Кстати, разве это не то, над чем работают исследователи нейронных сетей?"
    Они пытаются разработать машины, или, по крайней мере, электронные схемы, которые не надо будет разрабатывать дальше, после определенного этапа. То есть их можно будет научить или настроить на выполнение специализированных функций, таких как, например, распознавание речи. Обычная гипербола, повторенная даже в заголовках Нью-ЙоркТаймс, что эти устроиства базируются "на принципах, использующихся в человеческом мозге".
    Это большое преувеличение. Принцип все-связано-со-всем, который они используют, можно найти даже в нервной системе медузы. Остальные принципы нейронных соединений накладываются на него и со временем ты можешь дойти до сложности нервной системы, например, краба. Но нейронные сети еще не дошли даже до уровня краба. Я написал письмо в Таймс с предложением, что более подходящим заголовком, отвечающим текущему положению дел, будет "на принципах, использующихся в нервной системе слизняка".
    "Но разве исследователи искусственного интеллекта не пытаются применить их к различным интересным вещам, типа распознавания образов, рукописного текста, отпечатков пальцев и тому подобное?"
    Да, пытаются, и может быть простейших принципов окажется достаточно для решения таких проблем, без структурной декомпозиции мозга. Я желаю им удачи. Но я предполагаю, что им придется освоить несколько более сложных принципов нейронных соединений, подчерпнув их, возможно, из нейрофизиологии и эволюционной биологии.
    Джордж наконец закончил укладывать всевозможные ингридиенты, включая салат, поверх своего гамбургера и взглянул на Нейла. "Проблема в том, как ты видишь, что ты здесь разговариваешь с парой биологических шовинистов, которые думают, что природный мозг гораздо интереснее всего того, что ближайшее время изобретут и запрограмируют в силиконе."
    "Да, но биологический мозг имеет и несколько отрицательных сторон.", настаивал Нейл. "Разве вам бы не понравился бы идеальный регулировщик движения, разруливающий машины на всей вашей дороге домой с работы, который бы никогда не уставал и не страдал бы от выхлопных газов. Вам бы не пришлось ждать светофора, даже если на перекрастке нет машин. И он мог бы вас пропусть через маленькое окно в потоке, как делают регулировщики."
    И Джордж и я согласились, что это было бы здорово.
    "Еще одна проблема, что человеческий мозг, похоже, постепенно разрушается с возрастом. Неужели вам не нравится фантастическая идея, что со временем научатся в кремнии делать модель ваших мозгов, так, что ваше Я будет жить вечно."
    Сознание без тела. Но мозг это неотьемлемая часть тела, соданная быть комбинацией, как рука в перчатке. Может быть удастся сделать мыслящую машину с минимальным набором сенсоров и выходных устройств, но тяжело себе представить человеческое сознание живущее без, по крайней мере, головы и руки. Помнишь все эти эксперименты с сенсорной изоляцией, которые приводили к галюцинациям через некоторое время? Внешняя реальность - это то, что позволяет контролировать хаос. В мозге идет постоянное сражение между стабильностью и гибкостью и внешняя реальность является ее арбитром.
    Воспроизведение мозга в силиконе звучит как рецепт для вечного сумасшествия. И даже если предположить, что вся электроника будет настроена правильно, вся система не стабилизируется или будет вечно осцилировать. Нет уж, спасибо.
    С другой стороны, структурная декомпозиция мозга - это гораздо более перспективный в этом деле путь. Тогда можно будет создать более стабильную машину, только часть которой будет иметь дело с хаосом, для придания системе творческих способностей. Потом ее можно будет обучить подобно ребенку в течении многих лет. Удачные образцы могут быть клонированы, если вы встроите возможность их считывания с самого начала. Различные школы могут соревноваться за право клонирования, сохранения и так далее.
    Нейл дернул головой не соглашаясь, "Хорошо, в любом случае, у меня есть еще одно для вас в вашем поиске механизмов души."
    "Что же это?", спросил удивленный Джордж.
    "Сознания нет в окончании левой височной доли - я все еще могу мыслить без него!"
    "И даже слишком хорошо.", заметил Джордж. "Конечно же сознание не располагается также и в стволе твоего мозга, если только не приравнивать его простому бодорствованию. Зоны фокусировки внимания в таламусе и коре имеют гораздо большее отношение к нему. Сознание, в этом смысле, более всего похоже на луч поискового фонаря, который движется от одной части церебральной коры к другой."
    Это проблема использования одного и того же слова, "сознание", для описания таких разных вещей, как бодорствование, фокус внимания и самосознание. Если включить только способность к фокусировке внимания в это понятие, то дети до трех лет не будут обладать им, а кошки - будут. Кроме того, все животные, растения и клетки в той или иной степени умеют реагировать на внешние раздражители и, следовательно, у них будет сознание.
    "Да, я помню нашу первую дискуссию насчет терминологии по сознанию.", сказал Нейл, "Это было в тот день, когда мы обнаружили этот угловой столик у автомата, где можно получить кофе просто вдыхая воздух."
    А если установить порог сознания на возможности разговаривать с самим собой, то окажется, что только люди обладают сознанием, если ты только не веришь, фильмовым версиям, что животные могут разговаривать сами с собой, но только не вслух.
    "Конечно же", добавил Джордж, "если ты поставишь порог сознательности так высоко, за бортом твоего определения останутся некоторые низкоуровневые вещи, типа изменения фокуса фнимания, когда нам наскучивает что-то, даже если оно нас интересовало."
    Для нас иерархия ментальных функций строится начиная с простейших, нижних уровней, эквивалентных от глубокой анестезии, где мало что работает, до уровня глубокого сна - функционально, это как последние части приступа эпилепсии, когда доминируют медленные электрические осциляции.
    Выше этого располагается уровень функционирования как в ступоре или при слабоумии, когда мозг работает не слишком хорошо, но, по крайней мере, это лучше чем ограниченный цикл осциляций. Теперь он перешел в зону хаоса в математическом смысле этого слова.
     Ожидание, это то, что характеризует более высокий уровень наших ментальных операций. И в смысле восприятия и в направленных движениях в новой ситуации.
     Выше располагается формирование концепций и новых категорий. На них основывается язык и интуиция, где мы всегда имеем дело с генерацией нового и пытаемся строить новые последовательности из запомненых действий и слов.
    Кроме того, есть всегда вопрос, где именно в мозге происходят все эти процессы. Они могут работать все одновременно, но в разных зонах коры.
    "Давайте рассмотрим лучше несколько примеров.", предложил Нейл. "Например мою нейронную деятельность пока я ехал сюда в госпиталь из дома. Не желая опять во что-нибудь врезаться головой я практикую теперь "вождение на заднем сидении" во всех моих такси. То есть я контролирую водителя и также как он, например, смотрю на светофор и жду когда красный сменится зеленым. Это что, работа визуальной коры?"
    "Нельзя это сравнивать с обычным взглядом вокруг.", ответил Джордж. "Это скорее правая фронтальная зона, плюс правая теменная зона, которая обычно вовлекается в задачи отслеживания. Они должны просигналить водителю впереди тебя, до того как ему засигналят сзади."
     "Я помню барабанил бальцами по сидению, с нетерпением ожидая светофора."
     Это твои левые дополнительные моторная зона и моторная кора вместе производят такие циклические осциляции.
    "И, конечно же, я думал над списком дел, которые мне надо пределать сегодня. Это где?"
    "Работа со списками дел, похоже, происходит во фронтальных долях." ответил Джордж, "Был такой пациент с повреждением задне-боковой фронтальной зоны, который не мог отслеживать выполнение списка дел."
    "А потом зажегся зеленый и ландшафт стал двигаться назад с обоих сторон машины. Это что?"
    Это работа магно-клеточной части визуального пути, который не работает хорошо у больных дислексией. Он составляет около 10 процентов визуальной системы, но специализируется на движениях и восприятии перспективы. Также, вероятно, большая активность должна была быть в зоне коры известной как V5.
    "Дом, который я заметил, напомнил мне о совсем другом доме, подобный одному из тех, что Фрэнк Лойд Райт построил вокруг маленького водопада. Как я вызвал такую причудливую последовательность образов из памяти?"
     "Возможно ты активизировал некоторые теменные области, специализирующиеся на комплексных формах", ответил Джордж, "И они, в свою очередь активизировали несколько визуальных зон более высокого порядка, которые учавствовали в анализе образа дома, когда ты впервые узнал что это такое."
    "Водитель такси указал мне на итальянскую спортивную машину, и я стал искать глазами еще одну Мазерати. Это что?"
     Фронтальная часть сингулярных извилин в середине, по обоим сторонам мозга. По крайней мере эта зона начинает "светиться", когда ты ожидаешь обьект определенного типа. Я не знаю, где хранится твоя память о Мазерати, возможно, впереди твоих височных долей.
    "Она точно не в моей левой височной доли", улыбнулся Нейл. "Она уже исчезла, слава богу. Должно быть память здесь", сказал он указывая на правый висок. Вернувшись к своему путешествию, он продолжил: "Потом я увидел этот постер на заду автобуса и попытался его прочитать."
    Это должно было активизировать больше активности в парво части твоего визуального пути и всех тех зонах сзади твоих височных долей, которые вовлечены в чтение.
    "Но на этом постере было напечатано такое странное предложение, которые любят создавать рекламные агентства. Там был как будто пропущен глагол, что заставляет вас перечитать предложение несколько раз, чтобы найти, что вы пропустили."
    "Это точно должно было возбудить твое левое полушарие." - засмеялся Джордж. "Все его языковые зоны. И особенно левые фронтальные зоны, расположенные в районе надбровных дуг. Они становятся весьма активны, когда ты используешь глагол."
    "Потом еще раз было активно правое полушарие, пока мы ждали светофора." - продолжил Нейл, "А потом мы выехали на шоссе. Но вскоре мы стали ехать очень медленно среди затора и я стал думать, как бы сьехать с шоссе и попробовать обходной путь."
    Поиск альтернативных путей это функция фронтальных долей мозга, в основном. И конечно же правая теменная доля также активно работала, как всегда при решении пространствееных задач.
    "Потом я стал беспокоиться, что опаздываю и постоянно смотреть на часы. Работали ли при этом мои височные (temporal) доли?"
    Они называются височными, потому как там и располагаются (висок = temple).
    "Но разве это не однокоренные слова со словом "время" (time)?
    Скорее с латинским словом tempus.
    "Почему это место, около лба, было названо от латинского слова "время"?"
    Потому что волосы там седеют первыми.
    "Ага! Значит височные доли мозга со временем, по сути, и не связаны?"
    Ну, на самом деле, связаны. Они просто не были так названы по этой причине, поскольку их значение для отсчета времени было открыто совсем недавно. Когда нейрофизиолог просил тебя быстро, как только сможешь, барабанить пальцем он проверял насколько хорошо работают твои височные доли. Если там есть проблема, или во фронтальных долях с другой стороны складки Сильвиана, то это замедлит темп стука пальцев. Ведь требуется очень много координации, чтобы быстро барабанить ими.

КАТЕГОРИИ, КОНЦЕПЦИИ, СЛОВА. Они также требуют большой координации междуразличными регионами церебральной коры. Ты должен быть способен запоминать разные вещи в различных последовательностях, изобретать новые категории, угадывать что думает другой человек, смешивать концепции, иногда изобретая что-то новое; придумывать метафоры, собирая все в кучу и подбирая похожее.
    "Что можно сказать про людей которые, по сообщениям газет, похоже потеряли имена, например, всех овощей после удара по голове?"
    "Каждый пациент в чем-то отличается от другого.", сказал Джордж. "Некоторые могут назвать инструменты, но не могут животных. Другие теряют растения, или названия частей тела, или глаголы, или комбинации пищи, фрукты и овощи - как будто такая категория, запомненная мозгом, была разрушена ударом. Оно обычно могут узнать слово и написать его, но они теряют его визуальную репрезентацию данной категории. Иногда они могут употреблять слова типа удар в качестве глагола, но не могут в качестве существительного. Электрическая стимуляция их мозга показывает эффекты как при изучении сериями электродов. Мы не знаем повторяются ли проявляемые при этом категории от одного пациента к другому - они могут индивидуально отличаться в зависимости от того, как ты изучал слова, когда тебе было два года."
    "А другие животные имеют категории?", спросил Нейл, счастливо пережевывая свой сендвич.
    Птицы точно их имеют. Ты можешь показать голубям фотографии грустных людей и счастливых людей и они могут научится отличать грустных от счастливых, даже в серии фотографий, которые они не видели до этого.
    Но мы, люди, можем очень искуссно работать с категориями, такими, как различные значения одного и того же слова. "Расческа" может означать и то как она выглядит, и то ощущение когда расчесывают волосы, и то как произносится это слово, и как оно звучит, и движения руки при расчесывании, и так далее.
    Скорее чем везде запоминать такую сложную запись визуальное представление расчески хранится в визуальных зонах, отвечающих за полосчатые обьекты. Зоны аудиториальной ассоциации хранят запись о том, как звучит слово расческа и, возможно, тот звук, когда по ее зубьям проводят ноктем. Другие зоны, возможно, хранят последовательность движений, необходимую для расчесывания и произнесения этого слова.
    "Но как они все связаны между собой, так что одно из них может вызывать другое? Похоже, что мы вернулись к собаке Павлова, ассоциировавшей звонок и пищу."
    "Хорошая мысль", сказал Джордж. "Ассоциации между различными вещами - это то, с чем кора мозга, похоже, очень хорошо работает. Вещи типа привычек и навыков, похоже, используют субкорковые структуры, типа базовой ганглии."
    "Подпрограммы реализованы в подкорковых структурах?"

[РИСУНОК 79 Поражения мозга, влияющие на восприятие цвета и образов]

    "Это возможно, но довай остановимся на категориях и комитетах на минуточку." сказал Джордж. "Комитеты создаются не только в коре. Для цвета эта работа начинается еще в сетчатке глаза. Цвет это просто более сложный случай, чем расческа - никакой звук не ассоциирован с красным, никакое чувство в руках, никакого вкуса и запаха."
    И мы многое знаем про цвет, что это согласованная реакция трех типов фоторецепторов реагирующих на короткие средние и длинные волны. Эквивалентное возбуждение по всем каналам дает белый цвет, только длинные волны - это красный.
    "Я помню ваш принцип пурпурного. Короткие и длинные, но не средние и мы называем это пурпурным."
     "Существуют визуальные зоны более высокого порядка на внутренней стороне височных и теменных долей", сказал Джордж, "которые, похоже, очень важны для использования этих соотношений. Пациенты с поражениями в этих областях не могут больше даже вообразить цвет, но в остальном они вполне нормальны. Они не могут даже назвать примеры образцов цветов, если их им показать. Если вы попросите их подобрать одинаковые образцы - они беспомощны. Вся их концепция цвета исчезла, замененная на бинарный мир серых оттенков. Это должно быть похоже на жизнь при лунном свете ночью."
    И, конечно, есть пациенты с поражениями в задней части боковой языковой зоны, которые не могут назвать цвет только потому, что они произносят фонемы неправильно, но вы можете понять, что на самом деле они имеют концепцию цвета и могут ей пользоваться.
    "Кроме того существует малое число пациентов, которые имеют концепцию цвета," - обьяснил Джордж, -"но не могут сказать вам их имен. Они могут произносить имена из памяти очень хорошо, если вы их спросите о цвете банана, например. Они могут подбирать образцы цветов весьма корректно. Но они не могут назвать вам их. В этом случае похоже что отсутствует ассоциативная связь между концепцией цвета и его именем. Поражения, которые приводят к такому результату расположены на внутренней стороне левой височной доли, рядом с зоной концепции цвета."
    "Были проведены всевозможные эксперименты подобные этому." - продолжил Джордж, - "Регионы где специальные виды знаний, похоже, соединяются между собой. Бывают пациенты с поражениями височных долей, которым очень трудно называть картинки с животными, но гораздо легче называть неодушевленные предметы, типа отвертки."
    "А как дело обстоит с действиями, а не с обьектами?"
    "С глаголами проблем у них нет.",- ответил Джордж. "Но пациенты с поражениями фронтальной доли такие проблемы имеют. Похоже, что их концепции и существительные связаны скорее с нижними частями их височных долей - в задней их части поражения, скорее, разрушают более общие концепции. Ближе к фронтальной части височных долей, похоже, располагаются имена собственные и уникальные эпизоды. Такова идея Тони Дамасио о том, как организована височная доля."
    "От общего к частному.", - сказал Нейл, перефразируя. "Вы знаете, это похоже в первый раз, когда вы говорите с каким-то логическим прогрессом в организации мозга. По крайней мере ее принципа."
    Да, согласился я. Она даже слишком логична, на самом деле, чтобы быть правдой. Мозг фундаментально иррационален. Это какое-то лоскутное одеяло. Но посмотрим, может Дамасио прав.