Эпилог

Очень многие ученые исключают для себя возможность восхищения собственными открытиями, полагая, что этому помешает прагматичный ум и научное понимание проблемы. Но известный астроном Карл Саган как-то отметил, что понимание не умаляет изумления, вызванного открытием, как познание не лишает жизнь полноты красок, звуков, света. Я соглашаюсь с Саганом. Углубляя свои познания, осваивая свои роли, мы более комфортно чувствуем себя во Вселенной, а мир, в свою очередь, обретает еще больше красок и загадочности. Быть маленькой, но живой, разумной и творческой искоркой в бесконечном космосе намного интереснее, чем обитать на плоской ограниченной Земле в центре своего крошечного мирка. Понимание работы человеческого мозга нисколько не умаляет загадочности и гармоничности устройства мироздания, поразительной полноты нашей жизни, захватывающих дух перспектив будущего человечества. Нашему изумлению не будет предела, когда сможем применять эти знания на практике – не только для создания разумных машин, но и для понимания самих себя, и для углубления собственных знаний.

Заканчивая эту книгу, я выражаю надежду на то, что она привлекла внимание кибернетиков и представителей других направлений научного мира к коре головного мозга, что они смогут применить на практике предложенные теоретические рамки и создать разумные машины. В свое время идея искусственного интеллекта была очень популярной – ей посвящались многочисленные публикации в журналах и книги, на ее основе составлялись бизнес-планы и в соответствии с ней координировались усилия предпринимателей. Открывались соответствующие научные кафедры и исследовательские институты. Точно так же и нейронные сети привлекли большое внимание, когда пребывали в зените своей славы в восьмидесятых годах XX столетия. Однако научные рамки, используемые в попытках разработки искусственного интеллекта и нейронных сетей, оказались непригодными для создания по-настоящему разумных машин.

Я предлагаю другой, гораздо более многообещающий путь, которому стоит последовать. Если вы, мой читатель, сейчас проходите обучение в университете или колледже и эта книга вдохновляет вас на то, чтобы поработать над созданием новой технологии и сконструировать разумную машину, – решайтесь. Основа предпринимательского успеха состоит в том, чтобы очертя голову первым бросится в область, когда еще никому не известно наверняка, окажется ли она успешной. Важно сделать это вовремя. Поспешите – и вам придется бороться. Задержавшись, вы рискуете дождаться момента, когда неопределенность спадет, – и будет слишком поздно. Я глубоко убежден, что именно сейчас настало время разработать и создать системы памяти, построенные по принципу функционирования коры головного мозга. Это очень многообещающая сфера как в научном, так и в коммерческом плане. Возможно, что фирмы-гиганты новой индустрии, основанной на воссозданных в силиконе иерархических системах человеческой памяти, появятся уже в ближайшие десять лет. Конечно, начало нового бизнеса такого масштаба сопряжено с большим финансовым и интеллектуальным риском, но я убежден, что этот шаг следует сделать. Я надеюсь, что вы присоединитесь ко мне и моим единомышленникам в попытке создания одной из наиболее выдающихся технологий, когда-либо существовавших на нашей планете.

Библиография

Большинство научных книг и журнальных статей включают обширные библиографии, которые не только помогают читателям глубже разобраться в теме, но и каталогизируют работы других авторов в этой области.

Адресовав эту книгу широкому кругу читателей, включая тех, у кого отсутствуют специальные знания нейробиологии, я отказался от академического стиля изложения материала. Аналогично, библиография призвана помочь тем, кто захочет углубить свои знания. Я не стал перечислять здесь все известные мне материалы, касающиеся разработок в области искусственного интеллекта и не упоминаю всех ученых, внесших значительный вклад в эту сферу науки. Вместо этого я привожу ссылки на книги и другие опубликованные материалы, которые пригодятся читателям, интересующимся человеческим мозгом. Лишь несколько ссылок адресованы специалистам в нейробиологии и смежных дисциплинах.

Много тематических обсуждений вы можете найти в Интернете, в частности, на Web-сайте, посвященном этой книге: www. Onintelligence. org.

К сожалению, вы сможете найти всего лишь несколько ссылок на исследования, в которых делаются попытки разработать единую теорию мозга. Как я упоминал в прологе, целостная теория о разуме и строении головного мозга пока не разработана.

Baumgartner, Peter, and Sabine Payr, eds. Speaking Minds: Interviews with Twenty Eminent Cognitive Scientists (Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1995).

В этой книге приведены интервью с известными учеными, работающими в сфере искусственного интеллекта, нейронных сетей и когнитивной науки. Это интересный и доступно написанный обзор истории развития данной области науки и последних веяний в ней.

• Dreyfus, Hubert L. What Computers Still Can't Do: A Critique of Artificial Reason (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1992).

Книга, содержащая ярую критику идеи искусственного интеллекта, впервые была опубликована под названием What Computers Can't Do, a впоследствии переиздана под другим названием. Это исторический обзор разработок в сфере искусственного интеллекта, написанный одним из самых жестких его критиков.

• Anderson, James A., and Edward Rosenfeld, eds. Neurocomputing, Foundations of Research (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1988).

Книга представляет собой крупную подборку важных материалов по нейронным сетям и теориям мозга. Исследования, упоминающиеся в этой книге, проводились в промежутке между 1890 и 1987 гг. и представлены в хронологическом порядке. Содержатся описания исследований таких ученых, как W. S. McCulloch и W. Pitts, Donald Hebb, Steve Grossberg, а также многих других. Каждый материал предваряет вступление авторов. Эта книга предоставляет вам уникальный шанс ознакомиться с множеством нейрологических исследований.

• Searle, J. R. «Minds, Brains, and Programs», The Behavioral and Brain Sciences, vol. 3 (1980): pp. 417—424.

В книге представлена идея знаменитой «Китайской комнаты» и оспаривается такой сомнительный критерий наличия интеллекта, как умение производить подсчеты. Множество отчетов и дискуссий на эту тему можно найти в Интернете.

• Turing, A M. «Computing Machinery and Intelligence», Mind, vol. 59 (1950): pp. 433—60.

Представлен знаменитый тест Тьюринга, цель которого – определение наличия интеллекта. Как и в предыдущем случае, множество отчетов и дискуссий на эту тему можно найти в Интернете.

• Palm, Gиunther. Neural Assemblies: An Alternative Approach to Artificial Intelligence (New York: Springer Verlag, 1982).

Чтобы разобраться в работе мозга и том, как в нем сохраняются последовательности паттернов, следует изучить автоассоциативную память. Хотя на эту тему было написано немало книг, Neural Assemblies: An Alternative Approach to Artificial Intelligence, на мой взгляд, наиболее обстоятельная. Автор книги, Палм, – один из пионеров в сфере исследования мозга. Книгу нелегко найти и непросто читать, но она прекрасно раскрывает основы автоассоциативной памяти.

Тем, кто интересуется работой неокортекса и нейрологией в целом, рекомендую такие книги.

• Crick, Francis H. С. «Thinking about the Brain», Scientific American, vol. 241 (September 1979): pp. 181—188. Also available in The Brain: A Scientific American Book (San Francisco: W. H. Freeman, 1979).

Это работа, которая в свое время послужила для меня толчком к изучению головного мозга. Написанная четверть века назад, она и по сей день не потеряла актуальность.

• Koch, Christof. Quest for Consciousness: A Neurobiological Approach (Denver, Colo.: Roberts and Co., 2004).

В этой книге рассматривается феномен осознанности, но также затрагивается много смежных тем, таких как анатомия и физиология нервной системы. Если вы желаете получить из одного источника общее представление о нейробиологии и работе мозга, прочтите эту книгу.

• Mountcastle, Vernon В. Perceptual Neuroscience: The Cerebral Cortex (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1998).

Замечательная книга, целиком посвященная коре полушарий головного мозга – неокортексу. Она хорошо и понятно написана и структурирована, так что прочтение доставит вам удовольствие. Лучший источник для получения базовых знаний о неокортексе.

• Kandel, Eric R., James H. Schwartz, Thomas M. Jessell, eds. Principles of Neural Science, 4th ed. (New York: McGraw-Hill, 2000).

Это настоящая энциклопедия в одном томе обо всем, что касается нервной системы. Она не подойдет в качестве легкого вечернего чтения, но советую приобрести ее для своей библиотеки. Подробно описаны все части нервной системы, включая нейроны, органы чувств и нейротрансмиттеры.

• Shepherd, Gordon M., ed. The Synaptic Organization of the Brain, 5th ed. (New York: Oxford University Press, 2004).

Я считаю эту книгу очень ценной, хоть предпочитаю более ранние издания, в которых был только один автор. В нее включен подробный обзор всего, что касается головного мозга, в том числе и синапсов. Я использую эту книгу в качестве справочника.

• Koch, Christof, and Joel L. Davis, eds. Large-scale Neuronal Theories of the Brain (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1994).

Как я не раз упоминал, попытки создания цельной теории головного мозга проводились считанные разы. В этой книге рассказывается обо всех научных изысканиях на эту тему, хотя ни одному из них нельзя дать название всей книги. Прочитав ее, вы узнаете об ученых, посвятивших свою жизнь изучению мозга, и о подходах, которых они придерживались на пути к достижению общей цели. Также в книге представлена модель «Память-предсказание».

• Braitenberg, Valentino, and Almut Schbz. Cortex: Statistics and Geometry of Neuronal Connectivity, 2nd ed. (New York: Springer Verlag, 1998).

В этой книге статистически описаны характеристики мозга мыши. Хоть подобное чтение не всем придется по душе, я считаю книгу весьма полезной. История развития неокортекса представлена в ней в цифрах.

Здесь я перечислю статьи – первоисточники концепций, представленных мной в этой книге. Большинство из них доступны только в университетских библиотеках и в Интернете.

• Mountcastle, Vernon В. «An Organizing Principle for Cerebral Function: The Unit Model and the Distributed System», in Gerald M. Edelman and Vernon B. Mountcastle, eds., The Mindful Brain (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1978).

Прочитав эту статью Маунткастла, я познакомился с его предположением о едином принципе работы неокортекса и о кортикальных колонках. Оба допущения вдохновили меня на работу над этой книгой.

• Creutzfeldt, Otto D. «Generality of the Functional Structure of the Neocortex», Naturwissenschaften, vol. 64 (1977): pp. 507—17.

Я прочел эту статью уже после окончания работа над книгой Об интеллекте. Как и в работах Маунткастла, в ней исследуется единый кортикальный алгоритм.

• Felleman, D. J., and D. С. Van Essen. «Distributed Hierarchical Processing in the Primate Cerebral Cortex», Cerebral Cortex, vol. 1 (January/February 1991): pp. 1—47.

Эта работа описывает иерархический механизм работы зрительной зоны неокортекса. Модель «Память-предсказание» основана на том, что не только зрительная зона, но и весь неокортекс функционирует по иерархическому принципу.

• Sherman, S.M., and R. W. Guillery. «The Role of the Thalamus in the Flow of Information to the Cortex», Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol. 357, no. 1428 (2002): pp. 1695—1708.

Обзор таламической организации и опровержение теории Шермана-Гиллери, согласно которой таламус служит передатчиком информации между разными отделами головного мозга. Я рассматриваю этот вопрос в главе 6, в разделе «Альтернативный путь вверх по иерархии».

• Rao, R. P., and D. H. Ballard. «Predictive Coding in the Visual Cortex: A Functional Interpretation of Some Extra-Classical Receptive-field Effects», Nature Neuroscience, vol. 2, no. 1 (1999): pp. 79—87.

Это отчет об одном из новых исследований функции предсказания и иерархического принципа. В нем представлена модель обратной связи в иерархически связанных зонах головного мозга, согласно которой нейроны высших зон постоянно предсказывают активность нейронов низших зон.

• Guillery, R. W. «Branching Thalamic Afferents Link Action and Perception» Journal of Neurophysiology, vol. 90 (2003): pp. 539—548.

• Young, M. P. «The Organization of Neural Systems in the Primate Cerebral Cortex», Proceedings of the Royal Society: Biological Sciences, vol. 252 (1993): pp. 13—18.

В двух этих отчетах представлены доказательства тесной взаимосвязи моторного поведения и сенсорного восприятия. Более того, они рассматриваются как части единого процесса. Гиллери утверждает, что все сенсорные кортикальные зоны принимают участие в формировании моторного поведения, а Янг доказывает, что моторные и соматосенсорные зоны связаны столь тесно, что их следует рассматривать как единую систему. Я кратко рассматриваю эти идеи в главе 6.

1

В Силиконовой долине, которая протянулась на 40 км от г. Сан-Хосе на юго-западе до г. Пало-Алто на северо-западе США, расположены ведущие американские высокотехнологичные фирмы. – Примеч. ред.

2

Неокортекс – новые области коры головного мозга, которые у низших млекопитающих только намечены, а у человека составляют основную часть коры. – Примеч. ред.

3

Многие психотерапевты стараются говорить как можно меньше, ограничиваясь лишь краткими вопросами и общими наблюдениями, что позволяет пациенту самому рассказывать о своих переживаниях, поэтому в «Элизе» были заложены минимальные познания – информацию, необходимую для построения замечаний, имитирующих врача, программа извлекала из ответов пациента. – Примеч. ред.

4

Синтаксис – здесь: способы соединения слов и символов в логическое высказывание. – Примеч. ред.

5

Семантика – лингвистическая дисциплина, изучающая значения языковых единиц, их функционирование в языке и речи. – Примеч. ред.

6

Другое название нейронных сетей – коннекционистские сети. – Примеч. ред.

7

В отечественной науке выделяют такие зоны коры: первичные (проекционные), вторичные, третичные (интегративные, ассоциативные). – Примеч. ред.

8

Считается, что первичные зоны коры головного мозга обеспечивают элементарные ощущения; вторичные – целостные образы (люди, бабочки, звуки и т. д.); третичные (называемые еще ассоциативной корой) обеспечивают совместную работу различных анализаторов и формирование знаков и символов; при раздражении третичных зон у человека во время нейрохирургических операций на мозге могут возникнуть сценоподобные галлюцинации. (Например, человек может «видеть» и «слышать», как смеются его друзья, находящиеся на большом расстоянии от места операции. При этом, больной сам удивляется происходящему, так как осознает, где находится.)

Такая иерархичность организации зон является продуктом долгой эволюции животного мира. Например, у ежа и крысы первичная и вторичная зоны почти не дифференцированы, а третичных зон нет вообще. У человека, напротив, первичные зоны занимают небольшое место, они как бы вытеснены вторичными, а третичные зоны мозговой теменно-височно-затылочной коры занимают подавляющую часть места и наиболее развиты. – Примеч. ред.

9

Саккады – очень быстрые движения глаз длительностью от 10 до 80 мсек. – Примеч. ред.

10

Проприоцепция буквально означает «восприятие себя». – Примеч. ред.

11

Элен Келлер с детства была слепой и глухонемой, но, несмотря на это, закончила университет и оставила после себя богатое литературное наследство. – Примеч. ред.

12

Иначе он называется белым шумом. – Примеч. ред.

13

Биологи называют «старый» мозг «мозгом рептилии», т. к. аналогичную анатомическую структуру имеют все позвоночные – от рептилий до млекопитающих. – Примеч. ред.

14

Гоминиды – род из отряда приматов, включающий ископаемых предков людей (человека умелого и человека прямостоящего) и современных людей. – Примеч. ред.

15

Фотообъектив типа «рыбий глаз» имеет поле зрения, близкое к 180 градусам, внося искажения, которые можно контролировать только пользуясь зеркальным видоискателем. – Примеч. ред.

16

Фотообъектив типа «рыбий глаз» имеет поле зрения, близкое к 180 градусам, внося искажения, которые можно контролировать только пользуясь зеркальным видоискателем. – Примеч. ред.

17

Вибрафон – тип ксилофона; ударный музыкальный инструмент. – Примеч. ред.

18

Глия – от греч. glia – клей, ткань, заполняющая пространства между нервными клетками, их отростками и сосудами в центральной нервной системе. – Примеч. ред.

19

Синестезия (от греческого synaisthesis – соощущение) – явление восприятия, когда при раздражении определенного органа чувств наряду со специфическими для него ощущениями возникают и ощущения, соответствующие другому органу чувств (например, «цветной слух» – звуковые переживания при восприятии цвета и т. п.). – Примеч. ред.

20

Bell Labs – бывшая американская корпорация, крупный исследовательский центр в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем. Основана в 1925 году как исследовательский центр компании AT & Т. В настоящее время Bell Labs входит в состав компании Lucent Technologies. – Примеч. ред.

21

Система глобального позиционирования – спутниковая система, позволяющая определить место нахождения неподвижного либо движущегося объекта в любой точке Земного шара, будь то на земле, в воздухе, на море, в трех измерениях, с очень высокой точностью. Сейчас в мире существует две глобальные системы позиционирования (GPS): американская US GPS и российская ГЛОНАСС. В процессе разработки находится европейская система позиционирования. – Примеч. ред.

22

Синапс (от греч. соединение, связь) – специализированные межклеточные контакты нервной ткани, обеспечивающие передачу влияний с одного нейрона на другой и с нейронов на исполнительные органы. – Примеч. ред.