Оглавление

Иерархическая структура

Понятно, что наш мозг построен по определенной структуре. Эта структура в некоторых случаях имеет как бы иерархический характер. Авторы книги в этом месте вторгаются слишком глубоко в область, где свои суждения должен выносить скорее биолог. Тем не менее вряд ли можно совсем не коснуться этой темы.

Возьмем, к примеру, зрение. Сигналы от сетчатки попадают в мозг, там обрабатываются дальше, распознаются. При этом выделяются несколько отделов головного мозга, которые обрабатывают эти сигналы, точнее, образы. Сложилось общее мнение, что обработка таких образов идет определенным образом, при этом отделы мозга расположены в иерархическом порядке и обрабатывают образы последовательно. Чем выше по иерархии расположен соответствующий отдел (зона), тем более сложные задачи он решает.

Как правило, считается, что первичные зоны коры головного мозга обеспечивают элементарные ощущения, вторичные – целостные образы, третичные (называемые еще ассоциативной корой) обеспечивают совместную работу различных анализаторов и формирование знаков и символов. Если использовать чуть иную терминологию, то можно говорить о следующих зонах коры: первичные (проекционные), вторичные, третичные (интегративные, ассоциативные). У человека, в отличие от большинства животных, первичные зоны занимают небольшое место, они как бы вытеснены вторичными, а третичные зоны мозговой теменно‑височно‑затылочной коры самые обширные и наиболее развиты.

При этом следует иметь в виду, что наш мозг имеет не только иерархические, но и функциональные зоны. Функциональная организация головного мозга имеет форму отраслевой иерархии (лоскутное одеяло). Однако вряд ли тут надо так глубоко вторгаться в эти сложные вопросы.

Авторы касаются этой темы, чтобы пояснить нередко встречающееся мнение, как именно формируются инвариантные представления, то есть абстрактные представления о предметах и явлениях окружающего мира. При этом еще раз подчеркнем, что пока никому, никаким ученым и ни в какой стране, не удалось достоверно объяснить этот феномен. Как всегда существуют разные теории и предположения. Но определенно этот вопрос пока не решен. А когда будет решен, не исключено, что одновременно удастся создать и искусственный интеллект, стоящий достаточно близко к человеческому.

Так вот, высказывается мнение, что соответствующие зоны мозга расположены иерархически и поступающий от органов зрения сигнал (образ) обрабатывается в них постепенно. При этом на каждом более высоком уровне возникают инвариантные представления, все более и более сложные по своей структуре и позволяющие опознавать и идентифицировать предметы и явления по все более сложным признакам.

Такой подход предполагает, что инвариантные представления не хранятся в одном из отделов мозга, что они не представляют собой какой-то единой модели. Они сами состоят из элементов, и при распознавании, в зависимости от сложности задачи, в процесс анализа (идентификации) вовлекаются те или иные структуры из разных зон мозга. Чем задача сложнее, тем выше стоит в иерархии зона мозга, вовлекаемая в работу.

Авторы данной книги упомянули только зрение. Однако, скорее всего, наш мозг по одинаковой схеме обрабатывает сигналы от всех органов чувств.[1] Можно спорить, как именно идет эта обработка. Но механизмы обработки информации несомненно очень близки, если не идентичны. Многочисленные опыты показывают, что с помощью одних органов чувств, а значит, и соответствующих зон мозга, можно в определенной мере заменять другие органы чувств. Например, удается в некоторой мере заменить зрение осязанием, создавая матрицу, которая на какой-то площади создает ощущения, воспринимаемые с помощью органов чувств. Человек воспринимает эти ощущения с помощью осязания, но обрабатывает и использует как зрительные образы.

Как всегда позволим себе высказать некоторые комментарии. Ясно, что зон (отделов) головного мозга, занимающихся решением одной задачи (в нашем примере это зрение), несколько. Ясно, что где-то в нашем головном мозге хранятся инвариантные представления об окружающем мире. Поскольку мы достаточно часто причисляем к той или иной категории именно зрительные образы, вполне можно предположить, что соответствующие инвариантные представления хранятся также в разделах мозга, отвечающих за зрение.

Одновременно точно так же достаточно ясно, что мы нередко опознаем в форме зрительного образа тот или иной предмет, восприняв информацию о нем с помощью органов чувств (или иных органов). Например, ощущаем пальцами карандаш в кармане и тотчас же представляем, как именно этот карандаш выглядит. Это значит, что в тех случаях, когда используются инвариантные представления при идентификации предмета, бывают задействованы связи между зонами мозга, отвечающими за разные органы чувств.

Из этого можно сделать вполне определенный вывод. Хотя наш мозг и разделен на различные зоны, но это не обязательно условие существования интеллекта. Зоны могли возникать в силу различных причин. Большинство ученых, которые верят в биологическую эволюцию, скажут вам, что эти зоны возникли на тех или иных этапах эволюции. Авторы данной книги тоже полагают, что возникновение зон, а соответственно, и деление мозга на функциональные зоны возникло в силу поэтапности его формирования. Другой вопрос, что это за этапы, откуда они возникли и кем или чем формировались. Но поэтапность представляется достаточно убедительной причиной тому, почему именно наш мозг разделен на те или иные зоны. Однако наличие и активное использование связей между разными зонами, взаимозаменяемость по крайней мере части зон говорит о том, что можно было бы без этих зон и обойтись. Хотя бы без некоторой их части. В силу существования зон те или иные особенности работы мозга определяются этим самым делением. Но могли бы определяться и другими механизмами, например, заложенными еще до рождения теми или иными моделями.

Иерархичность трудно отрицать. Понятно, что высшие характеристики человеческого интеллекта определяются корой головного мозга, которая формировалась, судя по ее месторасположению, в последнюю очередь. То есть даже в силу своего расположения эта часть мозга расположена выше других зон. Единственно, по мнению авторов данной книги, следовало бы все-таки более осторожно высказываться по поводу иерархической системы обработки поступающей в мозг информации. Кора отвечает за высший интеллект. Но пока не очень убедительно звучат предположения о том, что информация, переходя от одной зоны к другой, претерпевает постепенные, поэтапные трансформации, приобретая при этом все более и более абстрактную форму. К чему такие сложности? Если есть более простой путь, скорее всего, им наш мозг и воспользуется. Если есть возможность создать в какой-то части мозга инвариантную структуру, позволяющую осуществлять идентификацию предмета, его опознание, то почему бы не обратиться к такой структуре (модели) напрямую, безо всякой поэтапности?

В пользу такого предположения говорит и то, что, как известно, потоки информации распространяются в нашем головном мозге вовсе не только от органов чувств и от низших зон к высшим поэтапно только вверх. Как раз наоборот, поток сигналов при этом распространяется и сверху вниз. Мало того, похоже, что нисходящий поток сигналов раз в десять больше восходящего. За этим должно что-то стоять. Если есть такое явление, оно должно означать какой-то механизм обработки информации. Ориентируясь в окружающем мире, мы с вами в полной мере задействуем механизм опознания тех или иных предметов и явлений на основе инвариантных представлений. Получается, что нисходящий поток сигналов также связан с этим процессом. В таком случае в какой именно зоне мозга и в каком виде хранятся инвариантные представления? Можно предположить, что до тех пор, пока мы достоверно не будем знать, что именно представляют собой эти инвариантные представления, рано говорить о том, где именно и в какой именно форме они существуют.

Позволим себе на этом этапе еще одно предположение. Как известно, пока сигнал идет в восходящем направлении, он передается в основном снизу вверх и не слишком распространяется в горизонтальном направлении. А вот когда сигнал предается по нисходящей, вот тогда он активно распространяется уже по всем направлениям, а не только сверху вниз. Может быть, это явление отражает процесс индексации информации в нашем головном мозге?