Аналогия мозга с компьютером не работает

Science Kitchen

Аналогия мозга с компьютером не работает. Возможно ли создать искусственный интеллект?
30.07.2018
"Мозг работает фактически от обратного – он постоянно тормозит и лишь когда есть действительно необходимость, возбуждается"!

Давайте сразу начнём с того, что синапсы работают по отличным совершенно уникальным законам, в соответствии с которыми сигналы передаются посредством химических веществ. Точнее, информация в мозге передаётся двумя способами – с помощью электрических импульсов и химических веществ. Пока сигнал бежит по нейрону – это электрический импульс. Между нейронами сигнал зашифрован в химическом веществе.

В тот момент, когда передаются химические сигналы и следующий нейрон оценивает совокупность разных сигналов от разных синапсов, возникает то, что мы и называем принятием решения и даже мышлением.
Каков процесс принятия решений и запоминания?

Каждый отдельный нейрон считывает сигналы с тысяч каналов, часть из которых направлены на то, чтобы заставить нейрон реагировать, а часть, напротив, «запрещают» это делать – в чью сторону перевес, таков и результат. То есть, когда вы становитесь умнее, у вас увеличивается не количество нейронов, а количество эффективно работающих каналов синапсов, что является изменением в мозге именно на химическом уровне.

    Если информация передаётся с помощью слабых химических сигналов, она легко теряется – тот момент, когда вы забыли, о чём думали.

То есть, если, для наглядности, всё же, использовать аналогию с компьютером, то получается, что нейрон является здоровенной вычислительной машиной, а именно синапс – элементарной структурно функциональной единицей мозга. Таким образом, мы приходим к выводу о том, что вычислительные возможности мозга – это число синапсов на единицу его объёма.

Помимо этого, следует понимать, что мозг на порядки более медленный по сравнению с компьютером. У нас ведь не электроны на скорости света переносят сигнал. В мозге передача сигнала невероятно усложнена по сравнению с машиной, и он так настроен, что только создаёт видимость большой скорости, чтобы мы не замечали, как «лагаем». Да и параллельно в работе у нас всегда не один «процессор», а тысячи.
Как это работает?

Нам не нужно подключаться к электросети, чтобы функционировать, но нам нужно есть для этого и основным нашим топливом является глюкоза. После всасывания в кровь она попадает в митохондрии, которые её преобразуют в энергоёмкие молекулы АТФ, поступающие дальше на особые белковые молекулы на мембранах нейронов. Именно эти белковые молекулы так манипулируют с разными ионами, что нейрон получает отрицательный заряд цитоплазмы, а положительный заряд из клетки выбрасывается. Так, мозг в целом остаётся электрически нейтральным, но за счёт перераспределения электрического заряда, на которое идёт б;льшая часть энергии, получаемой с едой.

Когда импульс идёт по нейрону, он использует отрицательный заряд для того, чтобы генерировать очередной импульс тока. По сути, эти бегущие по нейронам импульсы, можно условно принять за двоичный код: 0 – отсутствие импульса; 1 – его наличие. Все наши чувства, мысли и эмоции именно таким образом и кодируются. Когда каждый импульс «добегает» до окончания нервной клетки, он запускает движение специальных синаптических пузырьков, в которых находятся около пяти тысяч молекул вещества-медиатора, которое призвано оказывать влияние на следующую клетку. Этот пузырёк прикрепляется к наружной мембране исходного синапса и под воздействием специальных белков лопается, разбрасывая медиаторы в синаптическую щель между двумя нервными клетками, по которой медиаторы «доплывают» до следующей клетки и «нажимают» на специальные чувствительные белки (рецепторы).

И только в том случае, если медиатора достаточно много, кусок закодированной в нём информации благополучно минует синапс и следующий нейрон сгенерирует импульс для его дальнейшей передачи. То есть просто так информация не проходит, иначе бы мозг потреблял всю энергию организма и был бы при этом сильно зашумлён. Поэтому, чтобы сигнал прошёл, необходимо дополнительное подтверждение его актуальности. А так как нейрон собирает информацию с сотен синапсов, так должно произойти на большинстве из них.

Но мозг по-настоящему ленив. Так, кроме возбуждающих синапсов есть и т;рмозные, которых на нейронах ЦНС больше, чем возбуждающих. И вот тут мы приходим к, пожалуй, самому интересному факту, а именно, о том, что мозг работает фактически от обратного – он постоянно тормозит и лишь когда есть действительно необходимость, возбуждается. Так, даже ходьба является невероятно сложным процессом. У человека порядка 400 мышц, но, когда вы идёте, работает около 10%, а остальные необходимо затормаживать. В мозжечке, структуре, отвечающей преимущественно за движение, самые крупные нейроны – т;рмозные, то есть блокирующие лишние движения. Таким образом, для того, чтобы двигаться, мозг сначала всё блокирует, а только потом решает, какие мышцы «отпустить». Получается, что специальный т;рмозный сигнал блокирует эту общую т;рмозную завесу в нужных местах. Именно так ребёнок и учится ходить – сначала учится фиксировать мышцы, а затем, отпускать необходимые . В сенсорных центрах (памяти, эмоций и т.п.) возбуждение возникает по тому же принципу, что и в двигательных, но гораздо легче, ведь если вам что-то послышалось, это не так критично, как если вы оступились.

Таким образом, получается, что процессы принятия решений, то есть мышление, это постоянное сопоставление возбуждающих и т;рмозных сигналов. И таких процессов в мозге одновременно происходят триллионы. Это совершенно не похоже на работу компьютера. Мы же не храним, например, слова или правила, сообщающие нам, как использовать эти слова. Мы не создаем визуальные проекции раздражителей, не храним их в буфере кратковременной памяти, а после этого не передаём их в хранилище памяти долговременной. Мы не извлекаем информацию или образы и слова из реестров памяти. А вот компьютеры работают именно так, в связи с чем и возникает вопрос, а возможно ли создать настолько сложный ИИ, что он будет способен конкурировать с возможностями мозга? Во много раз увеличенная скорость вычислений, как мы уже убедились, хороша лишь для сёрфинга в интернете и умножения больших чисел, что неумолимо отводит компьютерам роль помощников человека, но никак не конкурента.