Kako funkcionira naš mozak i što se u njemu događa? Na temelju onoga što osoba donosi odluke i kako su one uvjetovane? Vyacheslav Demin, kandidat fizičko-matematičkih znanosti, znanstveni tajnik Kurchatov kompleksa NBIKS-tehnologija Nacionalnog istraživačkog centra "Kurchatov institut", govorio je o tome na predavanju u obrazovnom centru "Sirius". "Lenta.ru" objavljuje odlomke iz svog govora.
Proboj kroz jaz
Mozak se sastoji od oko sto milijardi neurona, odnosno živčanih stanica koje primaju i prenose informacije jedna drugoj koristeći električne i kemijske signale kroz procese (dendriti i aksoni). Dodirom, neuroni stvaraju neuronske mreže. Mjesto kontakta naziva se sinapsom. U mozgu se nalazi oko četiri milijarde sinapsi (četverolijun je broj koji slijedi 15 nula, odnosno milijun milijardi). To znači da svaki neuron ima oko 10 tisuća veza - vrlo otkriti prikaz koliko raznolike i višestruke veze samo jedne živčane stanice mogu biti. Tvar koja pomaže u prenošenju informacija naziva se neurotransmiter. Znanost poznaje nekoliko stotina takvih tvari.
Vjačeslav Demin
Znanstvena zajednica pristupa pitanju proučavanja mozga iz različitih perspektiva. Postoje neurofiziolozi koji razmatraju specifične procese na neuralnoj razini, a oni se mogu konvencionalno nazvati „materijalisti“. S druge strane, postoje neuropsiholozi, oni se mogu konvencionalno nazvati "idealistima", u središtu njihove pozornosti je svijet ideja, prostor ljudskih viših kognitivnih funkcija odgovornih za pamćenje i mišljenje, svijest i podsvijest, emocije i odlučivanje, odnos prema sebi i drugim ljudima … Između prvog pristupa i drugog postoji temeljni razjasnivi jaz. Proučava ga kogitologija, znanstveni smjer koji se nedavno razvio na spoju neurofiziologije i neuropsihologije. Očito je da kogitologija u prvom redu može dovesti do proboja u stvaranju umjetne inteligencije.
Promotivni video:
Pronalaženje optimalnog rješenja
Što misli? To je stalna potraga za optimalnim rješenjem izazova s kojima smo suočeni. U pravilu, kad donosi i najmanju odluku, osoba ima nekoliko mogućnosti, prije svakog koraka nađe se na rastanku, a ishod nije unaprijed određen. Osoba mora napraviti najbolji potez. Odnosno, svake sekunde svatko od nas gradi „stablo mogućnosti“u svojim glavama, a ponekad je to drvo nevjerojatno razgranato.
Kako odabrati pravi, pogotovo ako je algoritam pretraživanja nepoznat? Intelekt koristi takozvanu heuristiku. Primjer iz šaha može se upotrijebiti kao ilustracija. Na ploči je takav raspored komada moguć, na primjer, kad Bijeli, na primjer, imaju samo kralja i zalagače, ali su paunovi postavljeni tako da ne dopuštaju da Crni prođe. Osoba odmah shvaća da je u takvim uvjetima najpovoljniji i vrlo vjerojatan ishod igre za Bijele izvlačenje.
Ali računalni program Deep Thought, koji je kasnije pobijedio svjetskog prvaka Garryja Kasparova, razmatrao je situacije isključivo s matematičkog stajališta. Vidjela je da bijeli štap može preuzeti crni potez, a to će dovesti do primjetnog slabljenja protivnika i poboljšanja položaja bodova. Računalo nije shvatilo da ovim potezom otvara rupu u svojoj obrani. Kao rezultat toga, više nije mogao računati na ždrijeb, primio je maturu i izgubio igru.
Foto: Carina Johansen / NTB Scanpix / Reuters
Nakon toga, programeri su u računalo uveli algoritam za postupanje u takvim situacijama, a stroj više nije pravio takve pogreške. Prirodna inteligencija, za razliku od umjetne inteligencije, sposobna je samostalno izvoditi zaključke, analizirati pogreške i ne ponavljati ih.
Zastupljenost znanja
Drugi aspekt razmišljanja je reprezentacija znanja. Svi gledamo na svijet kroz prizmu opažanja i oblikuju u našim glavama model procesa ili predmeta. Ti su pogledi pojedinačni. I kad razmišljamo, radimo s modelima, a ne sa stvarnim objektivnim podacima.
Poznata je šala o čaši koja je napola napunjena vodom. Optimista misli da je napola pun, pesimist napola prazan. No mogu postojati i druge ideje. Na primjer, programer će reći da je kapacitet dvostruko veći od potrebnog. Početni objektivni podaci su isti, ali modeli koje ljudi rade na njihovoj osnovi su različiti. Kao rezultat, ako je određeni zadatak povezan s knjigom narudžbi, rješenja se mogu međusobno razlikovati. Važno je pronaći odgovarajući prikaz u kojem postoji algoritam koji rješava problem. U drugoj, neuspješnoj prezentaciji, problem može biti izuzetno težak ili potpuno nerešiv.
Stoga razmišljanje treba kombinirati s učenjem, odnosno nakupom informacija s naknadnom generalizacijom. Možete beskrajno gledati velikaša, zapisati i zapamtiti njegove poteze, a zatim ih reproducirati. Ali to vas neće naučiti igrati šah. Naprotiv, pokušaji razumijevanja samog sustava ili taktike igre, koji daju ideje o generalnom predstavljanju šahovskih problema od strane velemajstora, na kraju će s vremenom i praksom donijeti pozitivne rezultate. Ovo je učenje.
Vrste razmišljanja
Kako se razvija mišljenje neke osobe? U djetinjstvu - kroz vizualnu i učinkovitu prezentaciju: "Vidio sam - učinio sam akciju." Postupno se formira vizualno-figurativno mišljenje: „Vidio sam - sjetio sam se ili predstavio povezane predmete ili opcije za radnju - izveo sam akciju“. Pojedinačni se objekti zamjenjuju kategorijama, prikazima, zasebne veze između njih modeliraju se. Sljedeća je faza potpuno apstraktno verbalno-logičko razmišljanje, kada za sam proces razmišljanja više nema potrebe za obavljanjem bilo kakvih radnji, sve se događa u mašti.
Sredinom 20. stoljeća njemački psiholog Wolfgang Keller proveo je eksperiment. Pored kaveza majmuna stavio je bananu i dao životinjama štap. Gotovo su odmah smislili kako štapom doći do banane i gurnuti je u kavez. To se dogodilo zbog vizualno aktivnog razmišljanja: majmuni su uzeli štap i eksperimentirali, brzo pronalazeći rješenje.
Tada je zadatak bio kompliciran: banana je stavljena dalje, a majmuni su dobili dvije štapove, iz kojih se mogao sastaviti jedan dugački. Ova je zagonetka bila velika za većinu. Majmuni su bili bijesni, ali nisu mogli dokučiti što učiniti, skakali su oko kaveza i udarali po šankovima štapom.
Najpametniji je sjeo, razmišljao i nakon nekog vremena shvatio što treba učiniti. Ovaj trenutak prijelaza na vizualno-figurativno mišljenje naziva se "gestalt prebacivanjem": majmun je prestao s aktivnim, ali kaotičnim i neučinkovitim postupcima i počeo razmišljati. Drugim riječima, misao je "ograničena radnja", odnosno, radnja prenesena u maštu.
Foto: Depositphotos
Tako nastaje univerzalno razmišljanje: ako se odabrani algoritam ne uklapa, mozak traži novu ideju i nove moguće veze, putuje duž „stabla mogućnosti“dok ne nađe prikladnu opciju. Pronađeno rješenje tada utječe na vanjsko okruženje (vaša banana) i prelazi (moguće zajedno s novim pronađenim predstavljanjem) u bazu znanja, obogaćujući osobno iskustvo.
Emocije igraju važnu ulogu u univerzalnom razmišljanju. Oni moduliraju cilj, modificiraju ga. Zamislite robota koji će dovršiti zadatak. Odjednom, sve počinje eksplodirati naprijed. Stroj ne osjeća strah, pa se ne mijenja ni cilj ni linija ponašanja. Eksplozija - robot je uništen. I osoba koja je na svom mjestu pokušala bi spasiti svoj život da bi potom ispunila izvorni zadatak.
Gdje se informacije obrađuju
Prvi zadatak mozga je prepoznavanje uzorka. Što se događa ako vidite, recimo, lice neke osobe? Informacije ulaze u zjenicu i projiciraju se na mrežnicu. Signal se prenosi u primarni vizualni korteks. Smještena je bliže stražnjoj strani glave i odgovorna je za prepoznavanje samo najjednostavnijih geometrijskih predmeta, kao što su, na primjer, linije s različitim kutovima nagiba. Informacije se filtriraju i prenose u sekundarni vizualni korteks, gdje su prepoznati složeniji obrasci, na primjer, polukrugovi.
Nadalje, obrađeni podaci prenose se u vremensku regiju moždane kore (ovo je takozvani ventralni put obrade vizualnih informacija), gdje se prepoznaju tako jednostavni elementi kao što su nos, oko i uho. Kako se to događa? Postoje neuroni koji reagiraju samo na nos, postoje neuroni koji reagiraju samo na oko i tako dalje. Istovremeno, postoje neuroni bez posebne specijalizacije, a mogu reagirati i na nos i na oko.
Kao rezultat, aktivnost čitavog skupa ovih stanica prenosi se u orbitofrontalni korteks mozga u prednjim režnjevima. Tamo se slika spaja i prepoznajete lice u cjelini. Kako napreduje, informacija se sažima, svaki put kada je kodiran manjim brojem neurona - čini se da je arhiviran. U prednjim dijelovima mozga kodirano je skladište raznih slika visoke razine, s kojima osoba na kraju djeluje.
Mozak nije neovisan u svojim postupcima. Izvodi ga talamus, upareni organ koji završava u srednjem mozgu od leđne moždine. U talamusu su niti pričvršćene na svakom dijelu korteksa. Privlačeći se za njih, on aktivira određena područja koja su trenutno odgovorna za optimalno rješenje trenutnog zadatka.
Ali čak ni dirigent nije neovisan. Talamusom upravljaju takozvane bazne jezgre (ganglia). Ključni neuroni u tim jezgrama uvelike ovise o dopaminu, neurotransmiteru koji u ljudi izaziva akutno zadovoljstvo.
Svi smo ovisnici o dopaminu, koliko god to bilo žalosno priznati, bazne jezgre cijelo vrijeme žele puno dopamina. Ali ono se ističe kao odgovor na subjektivnu vrijednost određene odluke za koju je određeno područje korteksa.
Ljudski mozak
Slika: Diomedia
Ako je vrijednost aktiviranja jednog dijela korteksa velika, to jest, ta je odluka u nama u trenutnoj situaciji navodno optimalna, tada ćemo se osloboditi više dopamina i osjetit ćemo radost. Što određuje vrijednost? Prvo, naše iskustvo. Malo dijete ima minimalno iskustvo i raduje se gotovo svemu na svijetu, bilo kojoj kocki. Budući da je znatiželjan, osoba isprobava različite mogućnosti, pojačava one koje donose subjektivne koristi i, u skladu s tim, oslobađa dopamin, a izbjegava one koje, naprotiv, izazivaju neugodne ili bolne senzacije. Kako sazrijevate i stičete iskustvo, povećava se i vrijednost vrijednosti.
Drugo, vrijednost se određuje emocijama (i ne samo pozitivnim): što su svjetlije, to su veće vrijednosti. Stoga slijedi još jedan neurofiziološki regulator - područja mozga odgovorna za emocije (krajnici, hipokampus, prednji i temporalni režanj korteksa i drugi).
Ispada da mozak, u procesu pronalaženja optimalnog rješenja zadatka pred sobom, djeluje kao samoregulirajući sustav. S jedne strane koristi znanje iz iskustva (to jest, iz odgovarajućih dijelova korteksa), s druge strane te odluke procjenjuje sustavom doživljaja emocija (uključujući iste i ostale dijelove korteksa i organa limbičkog sustava mozga). Sve to skupljaju bazalne jezgre, a kroz talamus se daje "napredak" radi aktiviranja područja korteksa koji donosi najveću nagradu dopaminskim neuronima u bazalnoj i drugim moždanim strukturama.
Cerebelum
U mozgu igra izuzetno važnu ulogu. Smatra se da je odgovorna za koordinaciju pokreta, osjećaj ravnoteže i ravnoteže. Ali poznato je da u moždanu, koji čini samo oko 10 posto volumena mozga, iz nekog razloga ima otprilike dvostruko više neurona nego u ostatku mozga - 70 milijardi nasuprot 30. Je li zaista toliko toliko živčanih stanica potrebno samo za koordinaciju pokreta?
Znanstvenici su tek nedavno počeli shvaćati da je mozak odgovoran ne samo za pokrete, već općenito za sve automatizme, uključujući "ograničene radnje" - obrasce mentalnih reakcija iz baze znanja. Na primjer, za treniranog sportaša neće biti teško da istrenirani sportaš izvede stražnji dio s vijkom za 360 stupnjeva. Učinit će to bez oklijevanja, jer će mu mozak izvaditi informacije iz skladišta u pravo vrijeme, mozak će dobiti potrebne naredbe, a tijelo će taj akrobatski element izvršiti automatski. Sportaš praktički ne razmišlja, njegova podsvijest radi.
Čini se da je slučaj s drugim automatizmima, na primjer, s govorom. Osoba razmišlja u višim slikama, a sam mozak odlučuje kako ga je najbolje obući u komunikacijsko sredstvo. Istodobno su uključeni dugi i pouzdano uspostavljeni centri za obradu govora u moždanoj kore, ali u uskoj vezi s moždanim mozgom, koji kontinuirano nudi gotova, automatizirana rješenja koja su izrađena i / ili ispravljaju neizbježno nastale pogreške u skladu s njima.