Перейти к публикации
Форум района Строгино

Вброс!


InK

Рекомендованные сообщения

Реальный мозг и модели мозга

 

Как же устроен мозг?

 

 

 

У нас в голове находится великолеп­ное устройство, которое управляет нашими действиями и каким-то образом дает нам представление об окружающем мире. Прав­да, как однажды отметил Алан Тьюринг [1], внешне оно больше всего напоминает миску холодной овсянки! Трудно представить, как столь заурядного вида объект умудряется со­вершать чудеса, на которые, как мы знаем, он способен. Однако при ближайшем рас­смотрении оказывается, что он имеет гораз­до более сложное строение и замысловатую организацию (рис. 9.1).

image002.jpg

Большая покрытая извилинами (и бо­лее всего похожая на овсянку) часть мозга, расположенная сверху, называется собствен­но головным (или большим) мозгом. Он чет­ко делится посередине на правое и левое полушария и, более условно, в передне-зад­нем направлении — на лобную долю и три остальные: височную, теменную и затылоч­ную. Еще дальше и несколько книзу рас­положен небольшой и округлый мозжечок, чем-то похожий на пару клубков шерсти. Глубоко внутри мозга, как бы укрытый им, находится целый ряд любопытных и слож­ных на вид структур: варолиев мост и про­долговатый мозг, которые вместе с ретику­лярной формацией — областью, к которой мы обратимся позднее — составляют ствол мозга, а также таламус, гипоталамус, гиппо-камп, мозолистое тело и еще много других, I странных как по виду, так и по названиям, частей.

Большой мозг — предмет особой гор­дости человека и не только потому, что он является самой большой частью человече­ского мозга, но и потому, что пропорция между этой частью и мозгом в целом у че­ловека больше, чем у животных. (Мозжечок человека тоже превосходит размерами тако­вой у большинства других животных.) Голов­ной мозг и мозжечок имеют сравнительно тонкий наружный слой серого вещества, под которым расположено значительно большее по массе белое вещество. Эти области серого вещества называют, соответственно, корой головного мозга и корой мозжечка. Счи­тается, что в сером веществе происходят различные вычислительные действия, а бе­лое вещество, состоящее из длинных нерв­ных волокон, отвечает за передачу сигналов из одной части мозга в другую.

Каждой из различных областей коры головного мозга присущи свои специфичес­кие функции. Зрительная кора расположена в затылочной доле, прямо в задней части мозга, и занимается восприятием и распо­знаванием зрительных образов. Забавно, что природа именно там решила разместить ин­терпретатор визуальной информации, по­лучаемой зрительными органами, которые (по крайней мере, у человека) находятся прямо спереди! Но природа вытворяет и куда более странные вещи. Так, за левую половину человеческого тела практически полностью отвечает правое полушарие, тогда как за пра­вую — почти исключительно левое, поэтому чуть ли не все нервы, идущие в головной мозг или выходящие из него, по необходимости должны перекрещиваться! При этом в случае зрительной коры правая ее часть связана не с левым глазом, а с левой частью поля зрения обоих глаз. Аналогично, левая часть зрительной коры связана с правой ча­стью поля зрения обоих глаз.

Это означает, что нервы от правой части сетчатки каждого из глаз должны идти к пра­вой половине зрительной коры (вспомните, что изображение на сетчатке перевернуто по отношению к источнику), а нервы от ле­вой части сетчатки — к левой половине коры (рис. 9.2). Таким образом в левой и правой частях зрительной коры формируется четкое отображение правой и левой областей поля зрения, соответственно.

image004.jpg

Сигналы от ушей приходят на проти­воположные части мозга столь же замы­словатым образом. Правая слуховая кора (часть правой височной доли) обрабатыва­ет в основном звуки, поступающие слева, а левая слуховая кора — звуки, поступа­ющие справа. Обоняние кажется здесь ис­ключением из общего правила. Правая часть обонятельной коры, которая расположена в передней части большого мозга (в перед­ней доле — что уже само по себе является исключением для сенсорной области), отве­чает в основном за правую ноздрю, а левая часть — за левую ноздрю.

Осязание связано с областью затылоч­ной доли мозга, которая носит название соматосенсорной коры. Эта область нахо­дится как раз за условной границей, раз­деляющей лобную и теменную доли. Между различными частями поверхности тела и от­дельными участками соматосенсорной коры существует довольно своеобразное соответ­ствие. Иногда оно изображается графически в виде так называемого «соматосенсорного гомункулуса» — искаженной человечес­кой фигуры, изображаемой лежащей вдоль соматосенсорной коры, как это показано на рис. 9.3.

image006.jpg

Правая часть соматосенсорной коры принимает осязательные сигналы, идущие от левой стороны тела, а левая — с правой. В лобной доле непосредственно перед гра­ницей с теменной долей находится участок коры, известный как двигательная кора. Он приводит в движение различные части на­шего тела. И опять мы встречаемся с точно определенным соответствием между мыш­цами нашего тела и зонами этого участка мозга. Как и в случае с осязанием, эти связи можно графически изобразить в виде «дви­гательного гомункулуса» (рис. 9.4). И снова правая часть двигательной коры отвечает за движение левой стороны тела, а левая — правой.

image008.jpg

Все упомянутые выше зоны коры го­ловного мозга (зрительная, слуховая, обоня­тельная, осязательная и двигательная) назы­ваются первичными, поскольку именно они непосредственно осуществляют прием по­ступающих в мозг и передачу исходящих из него сигналов. Рядом с ними расположе­ны вторичные зоны, предназначенные для более тонкой и сложной обработки сенсор­ной информации (рис. 9.5).

image010.jpg

Сенсорная информация, полученная зрительной, слуховой или соматосенсорной зоной коры головного мозга, обрабатыва­ется соответствующими вторичными обла­стями, после чего вторичная двигательная область вырабатывает план движения, ко­торый переводится первичной двигательной областью на язык прямых команд, непосред­ственно адресованных мышцам. (Мы не бу­дем касаться обонятельного участка коры, поскольку он функционирует иным и мало­изученным пока образом.) Остальные участ­ки коры головного мозга относятся к разря­ду третичных (или ассоциативных). В этих областях в основном и выполняется наи­более сложная и характеризуемая высокой степенью абстрагирования часть умственной деятельности. Именно здесь при определен­ном участии периферической нервной си­стемы собирается воедино и подвергается всестороннему анализу информация, посту­пающая от различных сенсорных участков; здесь происходит запоминание, складыва­ются картины внешнего мира, намечаются и оцениваются планы действий, распозна­ется и генерируется речь.

Речь представляет для нас особый ин­терес, поскольку ее обычно относят к разря­ду способностей, присущих исключительно человеческому интеллекту. Интересно, что (по крайней мере у подавляющего большин­ства правшей и большей части левшей) речевые центры находятся в основном в левой половине мозга. К важным участкам относятся зона Брока, расположенная в задней нижней части лобной доли, и зона Вернике, кото­рая располагается внутри и вокруг верхней задней части височной доли (рис. 9.6). Зона Брока отвечает за построение предложений, а зона Вернике — за понимание языка. По­вреждение зоны Брока приводит к наруше­нию речи, но не ее пониманию, тогда как при повреждении зоны Вернике речь остает­ся беглой, но, в основном, бессмысленной. Пучок нервных волокон, который связыва­ет между собой две эти области, называется дуговидным пучком. При его повреждении ни речь, ни ее понимание не нарушаются, но мысль не может быть выражена словами.

image012.jpg

Мы теперь можем составить очень при­близительную картину того, что делает го­ловной мозг. Входные данные для мозга пред­ставляют собой зрительные, слуховые, ося­зательные и прочие сигналы, которые сна­чала регистрируются в первичных областях (главным образом) задних долей (теменной, височной и затылочной). Выходные сигналы мозга, приводящие к различным движениям тела, вырабатываются в основном лобными долями мозга. А где-то между ними про­исходит обработка информации и приня­тие решений. В общем, можно сказать, что активность мозга, начавшись в первичных областях задних долей, перемещается затем во вторичные области, где входные данные анализируются, и, далее, в третичные обла­сти задних долей, где информация становит­ся полностью осмысленной (как, например, в случае с пониманием речи в зоне Вернике).

Дуговидный пучок — упомянутый выше пу­чок нервных волокон, но теперь уже с обеих сторон мозга, — переносит эту информацию в лобную долю, где ее третичными областями вырабатывается общий план дей­ствий (например, как это происходит при генерации речи в зоне Брока). Эти общие планы действий преобразуются в более конкретные представления о движениях тела во вторичных двигательных областях, откуда активность мозга перемещается в первич­ную двигательную кору, которая, в конце концов, посылает соответствующие сигна­лы различным группам мышц тела (и часто нескольким одновременно).

Создается впечатление, что перед нами предстает картина превосходного вычисли­тельного устройства. Сторонники сильного ИИ (см. главу 1 и далее) рассматривают мозг как великолепный образец алгоритми­ческого компьютера - по сути, машины Тьюринга — в котором есть входные дан­ные (как на ленте слева от машины Тью­ринга) и выходные данные (как на ленте справа от машины Тьюринга) и который способен выполнять всевозможные нетри­виальные вычисления на промежуточных этапах. Конечно, активность мозга может не прекращаться и в отсутствие внешних раздражителей. Это происходит в тех слу­чаях, когда человек думает, занимается вы­числениями или предается воспоминаниям. Приверженцы сильного ИИ отнесли бы это на счет продолжающейся алгоритмической деятельности и предположили бы, что явле­ние «осознания» возникает как раз в те мо­менты, когда подобная деятельность дости­гает определенного уровня сложности.

Но, хотя такая логика и напрашива­ется сама собой, мы не будем торопиться с выводами. Общая картина работы мозга, приведенная выше, довольно груба. Прежде всего, даже зрительное восприятие не про­исходит по такой простой схеме, как это было мной представлено ранее. В коре, по-видимому, существует несколько различных (хотя и менее значимых) областей, на ко­торые отображаются поля зрения, очевид­но, с какими-то другими целями. (Похоже, именно они отвечают за различия в том, как мы осознаем увиденное). Скорее всего, по коре разбросаны также и другие допол­нительные сенсорные и двигательные обла­сти (например, движение глаз может быть вызвано сигналами из определенных точек задних долей).

В своем описании мозга я затронул только его кору и ни разу не коснулся во­проса о назначении прочих частей. Какую роль выполняет, например, мозжечок? Ясно, что он отвечает за координацию и контроль движений тела, его равновесие, своевремен­ность и точность действий. Представьте себе артистичность танцора, отточенность дви­жений профессионального игрока в теннис, мгновенную реакцию гонщика, уверенные движения рук музыканта или художника; подумайте о грациозных прыжках газели или крадущейся кошке. Без мозжечка подобная точность движений была бы невозможна, они стали бы неуверенными и неуклюжими. По-видимому, в процессе приобретения но­вых навыков, будь то ходьба или вождение машины, сначала человеку приходится де­тально обдумывать каждое свое действие, и за это отвечает кора головного мозга, но когда достигнут определенный уровень мастерства и действия начинают выполнять­ся «автоматически», управление ими переда­ется мозжечку. Более того, хорошо известно, что как только профессионал задумывается о своих действиях, он на время теряет легкость их координации. Думание, по-видимому, со­провождается переходом контроля к коре головного мозга и, хотя при этом, как след­ствие, появляется гибкость действий, «моз­жечковая» плавность и точность движений на время утрачивается. Такое описание, без сомнения, является чересчур упрощенным, но тем не менее позволяет нам в общих чертах понять функцию мозжечка).

При описании функций головного моз­га до сих пор вообще не упоминалось о дру­гих частях мозга. Например, гиппокамп игра­ет важнейшую роль в формировании долго­временной (постоянной) памяти, хотя сама память располагается где-то в коре головно­го мозга, возможно, во многих местах одно­временно. Мозг способен также сохранять образы различными способами с помощью кратковременной памяти в течение несколь­ких минут или даже часов (просто, что на­зывается, «держа их в голове»). Но для того, чтобы человек мог вспомнить эти образы по­сле того, как его внимание с них переключи­лось, необходимо сохранить их в долговре­менной памяти, и здесь уже не обойтись без гиппокампа. (Повреждение этого участ­ка мозга приводит к ужасному состоянию, когда человек не способен запомнить ничего нового и все сразу забывается, как только его внимание переключается на другой объект.) Мозолистое тело — это область, ответствен­ная за связь между двумя полушариями моз­га. (Далее мы увидим, к каким поразитель­ным явлениям приводит рассечение мозоли­стого тела.) Гипоталамус представляет собой эмоциональный центр, в котором гнездят­ся удовольствие, ненависть, страх, отчаяние, голод, и который служит посредником меж­ду эмоциями и их ментальными и физичес­кими проявлениями. Между гипоталамусом и различными частями мозга идет посто­янный обмен сигналами. Таламус функцио­нирует как важный обрабатывающий центр и переключающий узел, который передает значительную часть импульсов, поступаю­щих извне, в кору головного мозга. Ретику­лярная формация отвечает за общее состоя­ние готовности мозга и его отдельных частей к осознанному восприятию. Все эти и мно­гие другие жизненно важные части мозга соединены многочисленными нервами.

Вышеприведенное описание дает толь­ко общее представление о некоторых наи­более значимых частях мозга. Мне кажется целесообразным в завершение этого раздела привести некоторые сведения о строении мозга в целом. Его различные части группи­руются в три отдела, которые, если двигать­ся от позвоночника, называются по поряд­ку задним (rhombencephalon), средним (mesen-cephalon) и передним (prosencephalon) мозгом. На ранних стадиях развития эмбриона эти отделы, в том же порядке, видны как три вздутия на конце позвоночного столба. Са­мое дальнее — развивающееся в передний мозг — имеет два выроста в виде пузырей, по одному с каждой стороны, которые ста­новятся большими полушариями головного мозга. Полностью развитый передний мозг включает в себя многие важные части все­го мозга — не только большой головной, но и мозолистое тело, таламус, гипотала­мус, гиппокамп и многие другие. Мозжечок является частью заднего мозга. Ретикуляр­ная формация расположена частью в сред­нем мозге, а частью в заднем. Передний мозг является «новейшим» отделом с точки зре­ния эволюционного развития, а задний - наиболее «древним».

Я надеюсь, что это краткое описание, во многом неточное, даст читателю некото­рое представление о том, на что похож мозг человека и как он функционирует. До сих пор я лишь вскользь упомянул то, что слу­жит центральной темой нашей дискуссии — сознание. Теперь перейдем к этому вопросу вплотную.

 

Где обитает сознание?

Существует множество различных точек зрения на соотношение между состоянием мозга и феноменом сознания. Насколько очевидна важность этого явления, настоль­ко же велико и расхождение во взглядах на него. Однако ясно, что не все части моз­га в равной степени участвуют в форми­ровании сознания. Например, как следует из вышесказанного, мозжечок по роду своей деятельности гораздо ближе к «автоматиче­скому устройству», чем кора головного моз­га. Действия, контролируемые мозжечком, происходят как будто сами собой и не тре­буют «обдумывания». Когда мы сознательно решаем пройти от одного места до другого, то вряд ли имеем перед собой тщательно раз­работанный план мышечных сокращений, который был бы необходим для управляе­мого движения. То же самое можно сказать и о бессознательных рефлекторных действи­ях, как, например, отдергивание руки от го­рячей печи, которое может быть опосредо­вано не головным мозгом, а верхней частью спинного мозга. Таким образом, напраши­вается вывод о том, что феномен сознания, вероятнее всего, связан с активностью го­ловного мозга, а не мозжечка или спинного мозга.

С другой стороны, совершенно не оче­видно, что активность коры головного моз­га всегда определяет осознанность наших действий. Например, как я уже указывал, в норме при ходьбе человек не контролиру­ет детальные движения конечностей и ра­боту мышц — управление этими действи­ями осуществляет, в основном, мозжечок (с помощью других частей головного моз­га и спинного мозга), — однако первич­ные двигательные области головного мозга тоже вовлекаются в этот процесс. Более того, то же можно сказать и о первичных сенсорных областях: мы можем совершен­но не осознавать меняющееся при ходьбе давление на подошвы ног, тем не менее соответствующие участки соматосенсорной коры постоянно активируются.

Уайлдер Пенфилд, выдающийся амери­кано-канадский нейрохирург (среди заслуг которого — составление в 1940-х и 1950-х годах детальных карт двигательных и сен­сорных областей мозга человека), считал, что сознание не связано просто с активно­стью коры головного мозга. На основании опыта проведения многочисленных опера­ций на мозге пациентов, находившихся в со­знании, он предположил, что область, кото­рую он называл верхней частью ствола мозга, включающая, в основном, таламус и сред­ний мозг (см. Пенфилд, Джаспер [1947]), хотя он имел в виду главным образом ре­тикулярную формацию, в некотором смы­сле может быть названа «центром созна­ния». Верхняя часть ствола мозга связа­на с корой головного мозга, и, согласно Пенфилду, «акт осознания» или «осознан­ное действие» происходит каждый раз, ко­гда эта область ствола мозга непосредствен­но обменивается сигналами с определен­ным участком коры, отвечающим именно за те чувства, мысли, воспоминания или действия, которые в данный момент осо­знанно воспринимаются или совершаются. Он указывал, что можно, например, стиму­лировать определенный участок двигатель­ной коры мозга, который отвечает за дви­жение правой руки (и правая рука на самом деле будет двигаться), но это не вызовет у подопытного желания двигать правой ру­кой. (Более того: он может даже постарать­ся остановить ее движение левой рукой - совсем как доктор Стрэнджлав из популяр­ного фильма!) Пенфилд предполагал, что желание совершить действие связано ско­рее с таламусом, нежели с корой головного мозга. Согласно его представлениям созна­ние — это проявление активности верхней части ствола мозга, однако, поскольку долж­но еще быть что-то, что осознается, то эта активность не ограничивается стволом моз­га, но включает в себя еще и те участки коры, с которыми у верхней части ство­ла мозга в этот момент существует актив­ная связь и которые представляют собой субъект (чувственное восприятие или вос­поминание) или объект (волевое действие) сознания.

Другие нейрофизиологи тоже выска­зывали предположение о том, что ретику­лярную формацию можно было бы назвать «местонахождением» сознания, если таковое на самом деле существует. Ведь, как бы там ни было, эта область отвечает за пребывание мозга в активном состоянии. Ее поврежде­ние приводит к потере сознания. Всегда, когда мозг находится в бодрствующем со­знательном состоянии, активна и ретику­лярная формация, и наоборот. На самом деле существует явная связь между активно­стью ретикулярной формации и тем состо­янием человека, которое мы традиционно называем «сознательным». Однако ситуация осложняется тем, что во сне, когда мы на са­мом деле «сознаем», что мы спим, активные в норме участки ретикулярной формации активности не проявляют. И еще один факт мешает ученым признать за ретикулярной формацией столь почетный статус: с точки зрения эволюции, эта часть мозга являет­ся очень древней. Если все, что нужно для обладания сознанием — активность рети­кулярной формации, то им должны быть наделены лягушки, ящерицы и даже треска!

Лично я не расцениваю последний до­вод как достаточно весомый. Разве у нас есть неоспоримые свидетельства того, что ящерицы и треска не обладают неким зача­точным сознанием? Какое право мы име­ем утверждать, как это некоторые делают, что человеческие существа — единствен­ные обитатели нашей планеты, наделенные свыше настоящим «сознанием»? Неужели на Земле мы единственные, кому дозволено «осознавать»? Позвольте усомниться в этом. Конечно, лягушки, ящерицы и уж тем бо­лее треска не вызывают у меня ощущения, что «кто-то в них» взирает на меня, когда я рассматриваю эти создания, но я очень яв­ственно ощущаю присутствие «сознания», когда смотрю в глаза кошке, собаке или, особенно, когда на меня смотрят обезья­ны или мартышки в зоопарке. Я не тре­бую, ни чтобы они чувствовали то же, что и я, ни даже какой-либо сложности ис­пытываемых ими чувств. Им совершенно не обязательно «сознавать себя» в каком-то строгом смысле этого слова (хотя наличие некоторого элемента самосознания у них я не исключаю). Достаточно будет, чтобы они просто чувствовали! Что касается состо­яния сна, то я бы признал, что определен­ная форма сознания при этом присутству­ет, хотя, по всей видимости, на довольно низком уровне. Если за функционирование сознания каким-то образом отвечают толь­ко участки ретикулярной формации, то они должны сохранять активность (хотя бы не­высокую) и во время сна.

Другая точка зрения (О'Кифи [1985]) состоит в том, что сознание в большей мере связано с функционированием гиппокампа. Как я уже отмечал, гиппокамп определяет способность к долговременному запомина­нию. Принимая в качестве гипотезы, что постоянная память связана с сознанием, мы должны рассматривать гиппокамп как глав­ное действующее лицо в феномене осознан­ного восприятия.

Есть и другое мнение, согласно которо­му сознание является результатом деятель­ности самой коры головного мозга. Раз уж большой головной мозг служит предметом особой гордости человека (хотя у дельфи­нов он никак не меньше!), и умственная деятельность, понимаемая как интеллект, связана как раз с этой частью мозга, то именно в ней и должна обитать душа чело­века! Таким, по-видимому, мог бы быть вы­вод, например, сторонников сильного ИИ. Если «осознание» - не более, чем след­ствие сложности алгоритма или, воз­можно, его «глубины» или некой «степе­ни изощренности», — тогда, в соответствии с представлениями сильного ИИ, сложные алгоритмы, выполняемые корой головного мозга, дали бы ей преимущественное право претендовать на способность к проявлению сознания.

Многие философы и психологи склон­ны считать язык непременным атрибутом человеческого сознания. Соответственно, именно способность изъясняться при по­мощи слов позволяет достичь той тонкости мышления, которая служит отличительной чертой человека и выражением самой его сути. Именно язык, в соответствии с этой точкой зрения, отличает нас от других жи­вотных и дает нам возможность лишать их свободы и вести на бойню, как только в этом возникает потребность. Именно язык по­зволяет нам философствовать и описывать наши ощущения, так что мы можем убедить остальных, что мы осознаем окружающий мир и самих себя. С этой точки зрения вла­дение языком является необходимым и до­статочным условием наличия сознания.

А теперь мы должны вспомнить о том, что языковые центры находятся (у боль­шинства людей) в левой половине мозга (зо­ны Брока и Вернике). Из вышеизложен­ной точки зрения должно было бы сле­довать, что сознание - это что-то, что связанное только с левой половиной ко­ры головного мозга! И таково, на самом деле, мнение целого ряда нейрофизиологов (в частности, Джон Экклз [1973]), которое я, как сторонний наблюдатель, считаю весьма странным по причинам, изложенным ниже.

 

Эксперименты при разделенных больших полушариях мозга

В связи со сказанным выше я должен упомянуть целый ряд замечательных наблю­дений над людьми (и животными) при пол­ном рассечении у них мозолистого тела, ко­торое делало взаимодействие левого и пра­вого полушарий головного мозга невозмож­ным. У людей операция по рассечению мозолистого тела применялась как эффек­тивное средство лечения в случаях особо тяжелых форм эпилепсии. Роджер Сперри с сотрудниками подвергал таких пациентов, спустя некоторое время после операции, многочисленным психологическим тестам. При этом в левом и правом полях зрения испытуемых помещались никак не связан­ные друг с другом предметы, так что левое полушарие получало информацию только о том, что располагалось с правой стороны, а правое полушарие — с левой. Если спра­ва предъявлялось изображение карандаша, а слева — чашки, то тестируемый произ­носил: «Это карандаш», поскольку имен­но карандаш, а не чашку, воспринимала та половина мозга, которая явно отвечает за речевые способности. Однако левой ру­кой испытуемый выбирал блюдце, а не лист бумаги, считая его ассоциативно более под­ходящим к чашке. Левая рука находилась «в подчинении» у правого полушария, кото­рое, хотя и не могло оперировать словами, все же было способно производить опреде­ленные, довольно сложные и типичные для человека действия. Было высказано пред­положение о том, что за «геометрическое мышление» (особенно пространственное во­ображение) и музыкальное восприятие от­ветственно, в основном, правое полушарие, а за речевые и аналитические способно­сти — левое. Правое полушарие мозга мо­жет понимать общеупотребительные суще­ствительные и элементарные предложения, а также выполнять простейшие арифмети­ческие действия.

Самое поразительное, что при разде­лении полушарий они ведут себя как две практически независимые индивидуально­сти, с каждой из которых экспериментатор может общаться по отдельности, хотя об­щение с правым полушарием носит более примитивный характер и значительно за­труднено по сравнению с левым из-за от­сутствия речевых способностей. Каждая по­ловина головного мозга может поддержи­вать связь с другой половиной косвенным путем, например, наблюдая за движениями руки, контролируемыми другой стороной, или слыша звуковые «подсказки» (такие, как стук блюдца). Но в хорошо контро­лируемых лабораторных условиях даже эта примитивная связь может быть устранена. Однако от одной половины к другой все же могут передаваться неясные эмоциональные ощущения, предположительно потому, что нерассеченные структуры мозга, такие как гипоталамус, по-прежнему связаны с обои­ми полушариями.

Возникает искушение задать вопрос: неужели перед нами — два различных инди­видуума, обладающих сознанием и пребы­вающих в одном теле? Этот вопрос вызвал бурную полемику. Одни без сомнений отве­чали на этот вопрос утвердительно, другие считали, что ни одна из сторон не должна рассматриваться как полноценная личность. Некоторые утверждали, что общность эмо­циональных ощущений может служить до­казательством существования только одной личности. Еще одна точка зрения состоит в том, что сознательного индивидуума пред­ставляет только левое полушарие, а правое — просто автомат. Этой точки зрения придер­живаются те, кто считает речевые способно­сти обязательной составляющей сознания. Само собой, только левое полушарие может убедительно заявить «Да!» в ответ на во­прос: «Обладаешь ли ты сознанием?». Пра­вому полушарию, подобно кошке, собаке или шимпанзе, может быть трудно даже по­нять отдельные слова этого вопроса, не го­воря уже о том, чтобы правильно ответить на него.

И все же пока вопрос остается откры­тым. В недавних экспериментах, проведен­ных Дональдом Вильсоном и его коллегами (Вильсон и др. [1977], Газзанига и др. [1977]), при наблюдениях за пациентом с разде­ленным мозгом (назовем его "P. S."), бы­ли получены весьма интересные результаты. После операции по разделению полушарий только левое полушарие обладало речью, но понимали речь оба полушария, а позднее правое полушарие научилось и воспроизво­дить речь! Несомненно, что оба полушария были наделены сознанием. Более того, это были два отдельных сознания, поскольку их желания и пристрастия были совершенно различны. Например, левое полушарие вы­ражало желание стать чертежником, а пра­вое — гонщиком!

Лично я не верю в справедливость ши­роко распространенного убеждения в том, что обычный человеческий язык необходим для мышления или сознания. (В следующей главе я приведу некоторые доводы в пользу своей точки зрения.) Поэтому я отношусь к тем, кто верит, что, в принципе, обе поло­вины мозга после разделения обладают со­знанием независимо друг от друга. Пример с P. S. может служить весомым подтвержде­нием тому, что, по крайней мере в этом частном случае, это так и есть. По-моему мнению, единственное действительное раз­личие между P. S. и всеми другими случаями заключается в том, что сознание его правого полушария на самом деле смогло убедить окружающих в своем существовании!

Если мы допускаем, что P. S. действи­тельно имеет два независимых разума, то возникает довольно пикантная ситуация. Есть все основания полагать, что до опера­ции разделения полушарий у каждого па­циента было только одно сознание. Од­нако после операции их уже два! В не­котором смысле, изначально единственное сознание раздвоилось. Мы можем в связи с этим вспомнить гипотетического путеше­ственника из главы 1, который вос­пользовался телепортационной машиной и в какой-то момент (неумышленно) был по­ставлен перед фактом, что будто бы «насто­ящее» его «я» благополучно прибыло на Ве­неру. В этом случае раздвоение сознания приводит к кажущемуся парадоксу. Ведь мы можем задать резонный вопрос: «А какой, собственно, маршрут выбрал поток его со­знания „на самом деле"?» Если бы вы были этим путешественником, то какое бы из двух сознаний вы, в конце концов, назвали бы «собой»? Устройство для телепортации от­носится к области научной фантастики, од­нако в случае с P. S. мы имеем в чем-то аналогичную ситуацию и притом совершенно реальную. Какое из сознаний P. S. было бы правомерно «отождествить» с P. S. до опера­ции? Нет сомнений, что многие философы сочли бы этот вопрос бессмысленным, ибо его решение при помощи операционалистских методов кажется невозможным. Ка­ждое полушарие сохраняет память о «дооперационных» временах, и, естественно, ка­ждое будет идентифицировать себя с той — еще целостной — личностью. Но все же по­добная ситуация, примечательная в качестве своего рода головоломки и способная поста­вить в тупик, сама по себе еще не является парадоксальной.

Эта головоломка еще усложнится, если предположить, что в дальнейшем оба со­знания можно было бы каким-то образом опять свести воедино. Повторное соедине­ние разрезанных нервных волокон мозоли­стого тела на сегодняшнем этапе развития медицины исключается, но можно предста­вить себе некий способ разделения полуша­рий, более мягкий, чем реальное разрезание нервных волокон. Например, нервные во­локна могли бы быть временно заморожены или парализованы при помощи лекарствен­ных средств. Пока я не слышал о подобных опытах, но думаю, что появление техничес­ких возможностей для их осуществления — это вопрос обозримого будущего. Тогда мож­но допустить, что после приведения мозоли­стого тела в работоспособное состояние, мы вновь получим одно сознание! Представь­те, что это сознание ваше. Как бы вы себя чувствовали после того, как в течение ка­кого-то времени были двумя независимыми личностями с отдельными «я»?

 

«Зрение вслепую»

Эксперименты по разделению полуша­рий мозга, помимо прочего, ясно показа­ли, что наличие единственного «места для сознания» вовсе не обязательно. Но бы­ли проведены и другие опыты, результа­ты которых дают основание полагать, что некоторые участки коры головного мозга в большей степени связаны с сознанием, нежели прочие. Среди подобных опытов - изучение явления слепоты. Повреждение тех или иных участков зрительной коры может привести к слепоте в соответствующем сек­торе поля зрения. Человек не видит предмет, помещенный в этот сектор — у него появля­ется частичная слепота, связанная с этой конкретной зоной его поля зрения.

Однако, кое-какие любопытные изы­скания (см. Вайскранц [1987]) позволяют го­ворить о том, что дела здесь обстоят совсем не так просто, как кажется. У пациента, называемого здесь и далее "D. В.", необхо­димо было удалить часть зрительной коры головного мозга, и после операции у не­го наступила частичная слепота в описан­ном выше смысле. Однако, когда что-либо (как правило, изображение крестика, кру­жочка или наклонного отрезка прямой) по­мещали в «слепую зону» и просили D. В. угадать, что это такое, он обнаружил, что может делать это с практически стопроцент­ной точностью! Эта способность к «угадыва­нию» оказалась неожиданной и для самого D. В., который при этом продолжал утвер­ждать, что в этой зоне он вообще ничего не видит.

Изображения, формируемые на сетчат­ке, в свою очередь тоже обрабатываются не только зрительной корой, но и другими участками мозга, при этом один из наиболее загадочных из них находится в нижней части височной доли. Вполне возможно, что D. В. строил свои «догадки» на основе инфор­мации, полученной как раз этим участком нижней части височной доли. При актива­ции этих областей не возникало никаких осознанных ощущений, однако информация в них, бесспорно, содержалась, проявляя се­бя только в точности «догадок» D. В. На са­мом деле, после соответствующей трениров­ки D. В. научился до некоторой степени осо­знавать информацию, относящуюся к этим областям мозга.

Все это, по-видимому, указывает на то, что отдельные зоны коры головного моз­га (как, например, зрительная кора) имеют большее отношение к сознательному вос­приятию, чем другие, но некоторые из этих менее важных зон, очевидно, могут быть путем тренировок открыты для непосред­ственного доступа сознания.

 

Обработка информации в зрительной коре

Именно в зрительной коре процессы об­работки информации изучены гораздо луч­ше, чем в других частях мозга. Для их описа­ния был предложен целый ряд разнообраз­ных моделей. На самом деле, до того, как визуальная информация попадает в зри­тельную кору, ее частичная обработка про­ходит еще в сетчатке. (Вообще говоря, сет­чатка считается частью мозга!) Одни из пер­вых экспериментов по исследованию про­цессов обработки информации в зритель­ной коре были проведены Давидом Хью-белом и Торстеном Визелем и в 1981 году принесли им Нобелевскую премию. В хо­де этих экспериментов удалось показать, что определенные клетки зрительной ко­ры кошки воспринимают в поле зрения линии, имеющие вполне определенный угол наклона. При этом соседние клетки были восприимчивы к линиям, расположенным под несколько иным углом. Часто не име­ло значения, что именно характеризуется таким углом наклона. Это могла быть гра­ница между темной и светлой областью или просто темная черта на светлом фоне. Изу­чаемые клетки оказались способны абстра­гироваться от конкретной природы объекта, имеющего свойство «угол наклона». Другие клетки были чувствительны к определен­ным цветам или к различиям между изо­бражениями, регистрируемыми каждым гла­зом, что позволяет воспринимать объемные изображения. Продвигаясь далее от первич­ных областей восприятия, мы обнаруживаем клетки, которые чувствительны ко все более тонким аспектам восприятия того, что мы видим. Например, при взгляде на рис. 9.7 мы различаем очертания белого треуголь­ника, однако линии, образующие сам тре­угольник, большей частью не изображены, но домыслены. Клетки, способные фиксиро­вать эти «подразумеваемые» линии, действи­тельно были обнаружены в зрительной коре (той, что называется вторичной зрительной корой)!

image014.jpg

В начале 1970-х годов в литературе появились заявления об открытии в зритель­ной коре мозга мартышек клеток, которые активируются только тогда, когда на сетчат­ку проецируется изображение лица. На осно­вании этой информации была сформулиро­вана «гипотеза бабушкиной клетки», соглас­но которой в мозге человека должны суще­ствовать определенные клетки, реагирую­щие только в тех случаях, когда в комнату входит его/ее бабушка! Недавние исследова­ния показали, что есть клетки, реагирующие на определенные слова. Может быть, это шаг на пути к доказательству справедливости ги­потезы бабушкиной клетки?

Ясно, что нам предстоит еще очень много узнать о деталях процессов обработ­ки информации в мозге. До сих пор очень мало известно о функционировании выс­ших отделов мозга. Мы пока оставим эти вопросы и обратимся к самим клеткам моз­га, которые позволяют ему осуществлять эту удивительную деятельность.

 

Как работают нервные импульсы?

Обработка информации в головном мозге (равно как и в спинном мозге и сет­чатке) осуществляется уникальными по сво­ему разнообразию клетками, которые назы­ваются нейронами. Попробуем разобрать­ся, как же устроен нейрон. Я схематично изобразил его на рис. 9.8. Его утолщен­ная центральная часть, немного похожая на звезду и часто имеющая форму редиски, называется телом (сомой) нейрона и содер­жит в себе клеточное ядро. С одной сто­роны от тела нейрона отходит сильно вы­тянутое нервное волокно, называемое аксо­ном. Аксон иногда достигает действительно огромной длины (у человека — часто до не­скольких сантиметров), если учесть, что речь идет всего лишь об одной микроскопичес­кой клетке.

image016.jpg

Аксон служит «проводом», по которо­му передается исходящий из клетки нервный сигнал. От аксона в стороны могут отходить более мелкие ветви и, кроме того, аксон мо­жет несколько раз разветвляться. На концах каждого из этих нервных волокон находят­ся нервные окончания (терминали). По дру­гую сторону сомы, а часто и отходя от нее во всех направлениях, располагаются корот­кие сильно ветвящиеся отростки — дендриты, по которым в клетку поступают вход­ные данные. (Иногда и на концах дендритов встречаются терминали, образующие так на­зываемые дендро-дендритные синапсы между дендритами. В дальнейшем я не буду их учи­тывать, поскольку связанное с ними услож­нение общей картины несущественно).

Клетка как целое отделена от окруже­ния клеточной мембраной, которая охватывает сому, аксон, нервные окончания, дендриты и все остальное. Для того что­бы сигналы передавались от одного нейрона к другому, надо каким-то образом обеспе­чить им возможность «перехода через ба­рьер» между нейронами. Это достигается с помощью межклеточного соединения, на­зываемого синапсом, в котором терминаль одного нейрона соединена с какой-либо точ­кой на соме или на одном из дендритов другого нейрона (рис. 9.9). На самом деле, между терминалью одного нейрона и сомой или дендритом другого остается очень узкий зазор, который называется синаптической щелью (рис. 9.10). При передаче от одного нейрона к другому сигнал должен преодо­леть этот зазор.

image018.jpg

 

image020.jpg

В какой форме сигналы передаются по нервным волокнам и через синаптические щели? Что заставляет следующий нейрон передавать сигнал дальше? Для непосвященного, вроде меня, механизмы, которые ис­пользуются здесь природой, кажутся удиви­тельными и совершенно зачаровывающими!

Можно было бы думать, что эти сигналы распространяются точно так же, как элек­трический ток по проводам, но в действи­тельности все гораздо сложнее. Нервное волокно представляет собой цилиндрическую трубку, заполненную рас­твором обычной соли (хлорида натрия), сме­шанной с хлоридом калия (с преоблада­нием последнего), так что внутри трубки находится смесь из ионов натрия, калия и хлора (рис. 9.11). Снаружи волокна на­ходятся те же ионы, но в других соотно­шениях: ионов натрия больше, чем ионов калия. В состоянии покоя содержимое труб­ки имеет суммарный отрицательный заряд (т.е. ионов хлора там больше, чем ионов калия и натрия вместе; напомним, что ионы калия и натрия заряжены положитель­но, тогда как ионы хлора — отрицательно). Клеточная мембрана, образующая поверх­ность цилиндра, имеет «утечки», поэтому ионы перемещаются через мембрану таким образом, чтобы нейтрализовать избыточный заряд. Компенсацию утечек и поддержание избыточного отрицательного заряда внутри трубки осуществляет «ионный насос», ко­торый очень медленно откачивает ионы на­трия через мембрану наружу. Отчасти это же помогает поддерживать избыток ионов ка­лия по сравнению с ионами натрия во вну­треннем растворе. Существует также ион­ный насос, который (более медленно) пере­носит ионы калия из наружной среды внутрь трубки (что, правда, не способствует поддер­жанию разности зарядов).

image022.jpg

Сигнал, распространяющийся по нерв­ному волокну, представляет собой область с обратным распределением зарядов (т. е. положительный заряд внутри и отрицатель­ный снаружи), которая перемещается вдоль волокна (рис. 9.12). Вообразите, что вы на­ходитесь на нервном волокне как раз перед такой областью с обратным распределени­ем зарядов. По мере того, как эта область приближается, электрическое поле откры­вает в мембране маленькие «дверцы», назы­ваемые натриевыми каналами. Это позволя­ет ионам натрия перемещаться с наружной стороны мембраны обратно внутрь трубки (в результате совместного действия электри­ческих сил и давления, обусловленного раз­ностью концентраций, т. е. «осмоса»). Это приводит к тому, что заряд снаружи стано­вится отрицательным, а внутри — положи­тельным. Когда это происходит, мы знаем, что область обратного распределения заряда, которая и является сигналом, достигла нас. При этом позади нее открываются крошеч­ные «дверцы» другого типа (калиевые кана­лы), которые выпускают ионы калия наружу, тем самым восстанавливая избыточный от­рицательный заряд внутри. Теперь сигнал прошел! Наконец, когда сигнал уже доста­точно удалился, медленно, но верно работа­ющие ионные насосы постепенно выкачива­ют ионы натрия из трубки наружу, закачивая внутрь ионы калия. Таким образом волокно возвращается в состояние покоя и готово к передаче очередного сигнала.

Обратите внимание, что сигнал пред­ставляет собой просто область обратного распределения заряда, движущуюся вдоль волокна. Вещество как таковое (т. е. ионы) перемещается при этом совсем немного -только внутрь и наружу через клеточную мембрану!

image024.jpg

Этот странный, экзотической механизм действует на поверку очень эффективно. Он универсален и используется как у позвоноч­ных, так и у беспозвоночных. Но у позвоноч­ных он был усовершенствован за счет изоля­ции нервных волокон при помощи белова­того жироподобного вещества, называемого миелином. (Именно миелиновым покрыти­ем объясняется цвет «белого вещества» моз­га.) Такая изоляция позволяет нервным им­пульсам распространяться без потерь (от од­ной «ретрансляционной станции» к другой) и с очень приличной скоростью — до 120 метров в секунду.

Когда сигнал достигает терминали, из нее выделяется химическое соединение, на­зываемое нейромедиатором. Это соединение пересекает синаптическую щель и достигает другого нейрона - поверхности дендрита или сомы. При этом у одних нейронов терминаль выделяет нейромедиатор, облегчающий возбуждение следующего нейрона, т.е. посылку нового сигнала вдоль своего аксона. Эти синапсы называются возбуждающими. У других нейронов терминали выделяют нейромедиатор, затрудняющий другому нейрону генерацию собственного импульса, и поэтому называются тормозящими. На каждом нейроне действие активных в данный момент возбуждающих синапсов суммиру­ется, из результата вычитается суммарное действие тормозящих синапсов, и если по­лученная разность превышает определенное критическое значение, то нейрон действи­тельно возбуждается. (Возбуждающие синапсы создают положительную разность по­тенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны следующего нейрона, а тормозящие — отрицательную. Эти разно­сти потенциалов складываются. Нейрон воз­будится только в том случае, если результи­рующая разность потенциалов на мембране в начале его аксона достигнет определен­ной критической величины, при которой ионы калия не успевают выходить нару­жу достаточно быстро, чтобы восстановить равновесие.)

 

Компьютерные модели

Важным свойством нервной системы является то, что сигналы, используемые для передачи информации, относятся (большей частью) к классу явлений «все или ниче­го». Сила сигнала не изменяется: он или есть, или его нет. Это придает деятельно­сти нервной системы некоторое сходство с работой цифрового компьютера. На са­мом деле, между работой огромного коли­чества взаимосвязанных нейронов и про­цессами внутри компьютера со всеми его проводниками и логическими элементами (подробнее об этом чуть позже) есть много общего. В принципе, было бы не так уж трудно создать компьютерную модель по­добной системы нейронов. Но возникает вполне естественный вопрос: не означает ли это, что какой бы ни была детальная схема соединений нейронов в мозге, всегда можно построить его компьютерную модель?

Чтобы сделать это сравнение более на­глядным, я должен объяснить, что такое логический элемент. В компьютере мы также сталкиваемся с ситуацией типа «все или ни­чего»: либо в проводнике есть импульс тока, либо его нет, причем когда импульс есть, его величина всегда одна и та же. Поскольку все в компьютере строго синхронизовано, то отсутствие импульса было бы опреде­ленным сигналом, который может быть «за­мечен» компьютером. Вообще говоря, когда мы пользуемся термином «логический эле­мент», мы неявно подразумеваем, что на­личие или отсутствие импульса обозначает «истину» или «ложь», соответственно. Ко­нечно же, к реальной истине или лжи это никакого отношения не имеет и использу­ется только как общепринятая терминоло­гия. Мы будем также обозначать «истину» (наличие импульса) цифрой «1» и «ложь» (отсутствие импульса) цифрой «0». Помимо этого, как и в главе 4, мы будем обозначать знаком «&» логическое «и» (которое явля­ется «утверждением» об «истинности» обоих аргументов, т. е. принимает значение 1 то­гда и только тогда, когда оба они равны 1); «V» — логическое «или» (которое «означа­ет», что либо один из аргументов, либо оба они «истинны», т. е. выражение становится равным 0 тогда и только тогда, когда оба ар­гумента имеют значение 0); знаком «=>» — «следует» (т. е. А => В означает утвержде­ние «если истинно А, то истинно В», что эквивалентно утверждению «либо А ложно, либо В истинно»); ó — «тогда и только тогда» (выражение истинно, если оба аргу­мента «истинны» или же оба «ложны» одно­временно); и использовать знак «~» для ло­гического «не» (выражение «истинно», если аргумент «ложен», и «ложно», если аргумент «истинен»). Результаты применения различ­ных логических операций можно описать при помощи так называемых «таблиц ис­тинности»:

image026.jpg

в каждой из которых А обозначает строки (т. е. А = 0 дает первую строку, а А = 1 - вторую), а В — столбцы. Например, если А = 0 и В = 1, что во всех таблицах отве­чает правому верхнему углу, то выражение А => В согласно третьей таблице примет значение 1. (Соответствующий словесный пример из области традиционной логики: утверждение «если я сплю, то я счастлив», очевидно, остается истинным в частном слу­чае, когда я бодрствую и счастлив.) И, на­конец, действие логического элемента «не» может быть записано просто как:

image028.jpg

Это — основные типы логических элемен­тов. Есть еще ряд других, но все они могут быть построены из только что описанных. Итак, можем ли мы, в принципе, по­строить компьютер, используя соединенные между собой нейроны? Я собираюсь пока­зать, что это возможно даже при самых примитивных представлениях о функциях нейрона. Посмотрим, как можно было бы, в принципе, построить логические элементы на основе соединенных между собой нейро­нов. Нам потребуется новый способ запи­си цифр, поскольку в отсутствие сигнала ничего не происходит. Будем считать (со­вершенно произвольно), что двойной им­пульс обозначает 1 (или «истину»), а оди­ночный — 0 (или «ложь»). Примем также упрощенную схему, в которой нейрон воз­буждается только при получении двух воз­буждающих импульсов (т. е. двойного им­пульса) одновременно. Тогда нетрудно скон­струировать элемент «и» (т.е. «&»). Как по­казано на рис. 9.13, для этого достаточно, чтобы с выходным нейроном образовывали входные синапсы два нервных окончания. (Тогда, если по обоим окончаниям приходят двойные импульсы, то и первый, и второй импульс превысят заданный двухимпульсный порог срабатывания; а если хотя бы на один входной синапс приходит одиноч­ный импульс, то превысит порог лишь одна конечного нейрона соответствует сигналу элемента «не» (т. е. пара импульсов, если на входе был одиночный, и наоборот). (Та­кая конструкция кажется абсурдно услож­ненной, но это наилучшее из того, что при­шло мне в голову!) В качестве развлечения читатель может составить подобные «ней­ронные» схемы и для остальных описанных выше логических элементов.

image030.jpg

Естественно, эти конкретные примеры не могут служить серьезными моделями то­го, что происходит в мозге на самом де­ле. С их помощью я только старался пока­зать, что описанная выше модель возбужде­ния нейрона по сути логически эквивалент­на конструкции электронного компьютера. Легко видеть, что с помощью компьютера можно воспроизвести любую модель соеди­нения нейронов между собой. В то же время, подробно рассмотренные выше конструк­ции указывают на то, что и, наоборот, си­стемы нейронов могут быть моделями ком­пьютера и, следовательно, могут действо­вать как (универсальная) машина Тьюрин­га. Хотя при обсуждении машин Тьюринга во второй главе мы не использовали поня­тие логических элементов и, в действительности, для построения модели машины Тьюринга в общем случае помимо логических элементов нам понадобилось бы еще многое другое, в этом нет ничего принципиально нового, если только мы допуска­ем возможность аппроксимации используемой в машине Тьюринга бесконечной ленты огромным, но конечным множеством нейронов. А это уже, как кажется, подводит нас к выводу о том, что мозг по своей сути эквивалентен компьютеру!

Но прежде, чем делать такие поспешные выводы, нам следует рассмотреть неко­торые различия между деятельностью мозга и работой современных компьютеров, которые могут оказаться достаточно важными. Во-первых, я слишком упростил описание возбуждения нейрона, отнеся его к явлениям типа «все или ничего». Это справедли­во для одиночного импульса, распространяющегося по аксону. На самом деле, ко­гда нейрон возбуждается, он генерирует целую последовательность импульсов, быстро следующих друг за другом. Даже в состоянии покоя нейрон генерирует импульсы, пара возбуждающих импульсов. Я предпола­гаю, что все импульсы хорошо согласованы по времени, и что в случае двойного им­пульса, для определенности, синхронизация осуществляется по первой паре импульсов.) Конструкция элемента «не» (т.е. «~») значительно сложнее. Один из способов его построения приведен на рис. 9.14. Входной сигнал поступает по аксону, разделяющему­ся на две ветви. Одна из ветвей имеет уве­личенную длину, такую, чтобы сигнал при движении по ней запаздывал ровно на вре­мя, равное промежутку между импульсами в паре. Затем обе ветви снова разделяются, и одно из ответвлений каждой ветви отхо­дит к тормозящему нейрону, причем аксон от ветви с задержкой предварительно разде­ляется снова, образуя прямую ветвь и ветвь с задержкой. На выходе тормозящего нейро­на не будет ничего при одиночном импульсе на его входе, и двойной импульс (с задержкой), если на его входе также был двой­ной импульс. Аксон тормозящего нейрона разделяется на три ветви, каждая из кото­рых образует тормозящий синапс на око­нечном нейроне. Оставшиеся два ответвле­ния исходного аксона снова разделяются, так что к конечному нейрону подходят уже четыре терминали, образующие возбуждаю­щие синапсы. При желании читатель мо­жет проверить, что выходной сигнал этогоно с гораздо меньшей частотой. Именно многократное увеличение частоты импуль­сов характеризует переход нейрона в возбу­жденное состояние. Кроме того, есть еще и вероятностный аспект срабатывания ней­рона. Один и тот же стимул может приводит к различным результатам. Более того, в моз­ге нет точной синхронизации с помощью постоянной тактовой частоты, которая не­обходима для работы современных компью­теров. Кроме того, следует отметить, что максимальная частота срабатывания ней­рона, составляющая около 1000 импуль­сов в секунду, гораздо меньше, чем у со­временных электронных устройств, у ко­торых она более чем в 1 млн. раз выше. К тому же, по сравнению с очень высокой точностью соединений в электронном ком­пьютере, действительные соединения меж­ду нейронами кажутся в большой степени случайными и избыточными — правда, се­годня мы знаем, что в мозге (при рожде­нии) эти соединения установлены с гораздо большей точностью, чем считалось полвека назад.

image032.jpg

Может показаться, что большая часть из сказанного выше характеризует мозг с не­выгодной стороны по сравнению с компью­тером. Но есть и другие факторы, говоря­щие в пользу мозга. У логических элементов может быть лишь очень ограниченное ко­личество входов и выходов (скажем, три-четыре, не больше), тогда как нейроны мо­гут иметь гигантское число синапсов. (Пре­дельным случаем можно считать нейроны мозжечка, известные как клетки Пуркинье, у которых количество возбуждающих сина­псов достигает 80 000.) Помимо этого, общее число нейронов в мозге также превыша­ет максимальное количество транзисторов, входящих в состав самой большой в мире вычислительной машины — примерно 1011 в мозге и «всего лишь» 109 у компьютера. Однако последнее число в будущем, скорее всего, возрастет. Более того, большое чи­сло клеток мозга в значительной степени обусловлено огромным количеством мелких клеток-зерен в мозжечке, которых насчиты­вается около тридцати миллиардов (3 х 10'°). Если считать, что осознанным восприятием, в отличие от современных компьютеров, мы обладаем просто благодаря большому числу нейронов, то нам придется найти какое-то дополнительное объяснение тому, что деятельность мозжечка полностью бес­сознательна и в то же время сознание мо­жет быть связано с головным мозгом, в ко­тором нейронов всего в два раза больше (около 7 х 10'°) при значительно меньшей плотности.

 

Пластичность мозга

Между деятельностью мозга и работой компьютера существуют и другие различия, на мой взгляд даже более важные, чем до сих пор упоминавшиеся, и связанные с явлени­ем, которое называется пластичностью моз­га. В действительности, неправомерно рас­сматривать мозг как фиксированную сово­купность связанных друг с другом нейронов. Взаимосвязи нейронов на самом деле не по­стоянны, как это было бы в рассмотренной выше компьютерной модели, но все время меняются. Это не значит, что изменяются положения аксонов или дендритов. Многие из их сложных взаимосвязей в общих чертах формируются еще при рождении. Я имею в виду синаптические контакты, которые в действительности и обеспечивают связь между нейронами. На дендритах они часто формируются на небольших выростах, называемых шипиками, к которым подходят терминали других нейронов (рис. 9.15). Здесь «контакт» означает не соприкосновение, а узкий зазор (синаптическую щель) заданной ширины — около одной сорокатысячной доли миллиметра. При опреде­ленных условиях шипики дендритов могут исчезать, тем самым нарушая контакт, или вырастать (могут образовываться и новые) и формировать новую связь. Таким обра­зом, если мы представим себе, что совокуп­ность соединенных друг с другом нейронов в мозгу действительно образует компьютер, то это компьютер, способный непрерывно изменяться!

image034.jpg

Согласно одной из ведущих теорий дол­говременная память обусловлена именно та­кими изменениями синаптических контак­тов. Именно они обеспечивают возможность сохранения необходимой информации. Если это так, то пластичность предстает перед нами уже не просто как несущественное усложнение деятельности мозга, но как ее важнейшее свойство.

Каков механизм этих непрекращаю­щихся изменений? Как быстро они могут происходить? Однозначный ответ на второй вопросов вряд ли существует, хотя предста­вители по крайней мере одной из научных школ утверждают, что такие изменения мо­гут происходить за несколько секунд. Этого можно было ожидать, если такие изменения ответственны за долговременное запомина­ние, поскольку оно происходит за харак­терное время около одной секунды (Кан-дел [1976]). Это имело бы для нас весьма существенное значение в дальнейшем. Я вернусь к этому важному вопросу в следующей главе.

А что же можно сказать о механизмах пластичности мозга? Согласно ориги­нальной теории, предложенной в 1954 году Дональдом Хеббом, существуют опреде­ленные синапсы (впоследствии получившие название «синапсов Хебба»), обладающие тем свойством, что связь между нейронами А и В, обусловленная синапсом Хебба, усиливается каждый раз, когда за возбуждением А следует возбуждение В, и ослабляет­ся, если В не возбуждается. Изменение эффективности связи между нейронами не за­висит от степени участия самого синапса Хебба в возбуждении нейрона В. Это делает возможной некоторую форму «обучения». На основе этой теории был предложен целый ряд математических моделей обучения и решения задач. Они получили название нейронных сетей. По-видимому, нейронные сети действительно способны к какому-то элементарному обучению, но им пока еще далеко до реальных моделей мозга. В лю­бом случае, механизмы, управляющие изме­нениями синаптических контактов, скорее всего более сложны, чем рассмотренные вы­ше. Очевидно, что необходимы дальнейшие исследования.

С пластичностью связан и другой ас­пект выделения нейромедиаторов термина-лями. Иногда нейромедиаторы выделяются вовсе не в синаптические щели, а в окружа­ющую межклеточную жидкость, возможно, для воздействия на другие, расположенные на большом удалении нейроны. По-видимо­му, многие нейрохимические вещества вы­деляются подобным образом. Существуют различные теории памяти, в которых ис­пользуются разнообразные сочетания таких веществ, участвующих в процессе запоми­нания. Конечно, состояние мозга зависит от наличия в нем химических соединений (например, гормонов), выделяемых различ­ными его частями. Проблемы нейрохимии в целом весьма сложны, и пока непонят­но, как можно подойти к созданию правдо­подобной и полной компьютерной модели мозга.

 

Параллельные компьютеры и «единственность» сознания

Многие считают, что развитие парал­лельных компьютеров содержит в себе ключ к построению машин, обладающих возмож­ностями человеческого мозга. Далее мы кратко рассмотрим эту популярную сего­дня идею.

Параллельный компьютер, в противо­положность последовательному, может вы­полнять одновременно и независимо друг от друга огромное число отдельных опера­ций, и результаты этих автономных опера­ций время от времени объединяются, давая вклад в общий вычислительный процесс. Толчком к созданию такого типа компьютер­ной архитектуры послужили попытки моде­лирования нервной системы, поскольку, со­гласно современным представлениям, раз­ные части мозга выполняют практически автономные вычислительные функции (на­пример, при обработке визуальной инфор­мации в зрительной коре).

Здесь необходимо сделать два замеча­ния. Во-первых, между параллельным и по­следовательным компьютерами не суще­ствует принципиальной разницы. По сути, оба являются машинами Тьюринга (ср. главу 2). Отличие может проявляться толь­ко лишь в эффективности, или скорости, вычислений в целом. Для некоторых ти­пов вычислительных процессов параллель­ная организация, действительно, более эф­фективна, но это далеко не всегда так. Во-вторых, по крайней мере с моей точки зре­ния, крайне маловероятно, что классичес­кие параллельные вычисления дают ключ к тому, что происходит при сознательном мышлении. Характерным свойством созна­тельной мысли (по крайней мере в нормаль­ном психологическом состоянии и не после операции по разделению полушарий мозга!) является ее «единственность» — в противо­положность множественности выполняемых одновременно и независимо друг от друга операций.

Фразы типа: «Я же не могу думать обо всем сразу?!» можно услышать на каждом шагу. Можно ли вообще думать о несколь­ких вещах одновременно? Вероятно, кто-то может удерживать в голове несколько мыслей в одно и то же время, но это, скорее всего, будет похоже на постоянное перескакивание от одной мысли к другой и обратно, нежели на действительно одно­временное, сознательное и независимое их обдумывание. Если бы кто-то мог думать о двух вещах совершенно независимо, то это было бы более похоже на обладание двумя раздельными сознаниями, пусть даже и на короткий промежуток времени, тогда как повседневный опыт (по крайней мере нормальных людей) свидетельствует о нали­чии единственного сознания, которое может иметь смутное представление о ряде вещей, но которое сконцентрировано в каждый мо­мент времени только на одной из них.

Конечно, то, что мы подразумеваем здесь под «одной вещью», не совсем яс­но. В следующей главе мы познакомимся с совершенно удивительными примерами «отдельных мыслей», появлявшихся в минуты вдохновения у Пуанкаре и Моцар­та. Но нам вовсе не обязательно забирать­ся так далеко, чтобы понять, что мысль человека в каждый конкретный момент вре­мени может неявно быть очень сложной. Представьте себе, например, процесс об­думывания обеденного меню. Одна такая мысль может включать в себя такое коли­чество разнообразной информации, что ее полное словесное описание было бы очень долгим.

«Единственность» осознанного воспри­ятия представляется мне идущей вразрез с концепцией параллельного компьютера. С другой стороны, эта концепция может оказаться более подходящей в качестве мо­дели бессознательной деятельности мозга. Различные независимые действия (ходьба, застегивание пуговиц, дыхание и даже раз­говор) могут выполняться человеком одно­временно и более менее автономно, причем он может не осознавать ни одно из них!

С другой стороны, мне кажется, что эта «единственностью» сознания может иметь что-то общее с квантовым параллелизмом. Вспомним, что, согласно квантовой теории, на квантовом уровне различные альтерна­тивы могут сосуществовать в линейной су­перпозиции! Отсюда следует, что одиночное квантовое состояние могло бы, в принци­пе, состоять из большого числа различ­ных событий, происходящих одновременно. Именно это и подразумевается под кван­товым параллелизмом. Мы скоро рассмо­трим теоретическую концепцию «квантово­го компьютера», в котором, в принципе, квантовый параллелизм мог бы быть ис­пользован для выполнения большого чи­сла одновременных операций. Если «со­стояние ума», соответствующее рассудоч­ной деятельности, имеет какое-то сходство с квантовым состоянием, то некая форма «единственности», или глобальности, мы­сли соответствует ему в большей степени, чем в случае обычного параллельного ком­пьютера. У этой идеи есть несколько при­влекательных аспектов, к которым я вер­нусь в следующей главе. Но прежде, чем рассматривать эту идею всерьез, мы долж­ны ответить на вопрос, могут ли квантовые эффекты иметь какое-либо отношение к де­ятельности мозга.

 

Имеет ли квантовая механика отношение к работе мозга?

Все предыдущее обсуждение нервной деятельности проводилось целиком в рамках классических представлений, за исключени­ем тех случаев, когда мы затрагивали фи­зические явления, неявные причины ко­торых отчасти обусловлены квантово-механическими эффектами (например, ионы, несущие единичные электрические заряды; натриевые и калиевые каналы; определен­ные химические потенциалы, определяю­щие триггерный характер генерации нерв­ного импульса; химия нейромедиаторов). Но нет ли таких ключевых процессов в моз­ге, которые бы непосредственно определя­лись квантово-механическими эффектами? Для того чтобы рассуждения, описанные в конце предыдущей главы, имели какой-то смысл, такие процессы, по-видимому, долж­ны существовать.

В действительности, можно указать, по крайней мере, одно место, где чисто кванто­вые явления имеют принципиальное значе­ние для нервной деятельности, — это сетча­тая оболочка глаза. (Вспомним, что сетчатка фактически входит в состав мозга!) Экс­перименты с жабами показали, что в под­ходящих условиях адаптированная к темно­те сетчатка вырабатывает макроскопический нервный импульс при попадании на нее еди­ничного фотона (Бэйлор и др. [1979]). То же, как выясняется, справедливо и для человека (Хехт и др. [1941]), хотя в этом случае суще­ствует дополнительный механизм, который подавляет подобные слабые сигналы, тем са­мым очищая воспринимаемое изображение от лишнего визуального «шума». Необходи­мо суммарное воздействие примерно семи фотонов, чтобы адаптировавшийся к темно­те испытуемый мог его ощутить. Тем не ме­нее, в нашей сетчатке, по-видимому, все-таки есть клетки, чувствительные к попада­нию только одного фотона.

Поскольку в теле человека существуют нейроны, способные срабатывать под воз­действием единичного квантового события, то вполне обоснован вопрос о наличии та­ких клеток где-нибудь в основных отделах мозга. Насколько мне известно, это пред­положение не подтвердилось. У клеток всех изученных типов есть определенный порог срабатывания и требуется очень большое чи­сло квантов, чтобы перевести клетку в воз­бужденное состояние. Однако можно бы­ло бы допустить, что где-то глубоко внутри мозга должны быть клетки, чувствительные к одиночным квантам. Если это окажет­ся верным, то квантовая механика должна играть существенную роль в деятельности мозга.

Но даже при таком положении вещей роль квантовой механики оказалась бы чи­сто номинальной, поскольку квант исполь­зуется просто как возбудитель сигнала. Ни­каких интерференционных эффектов, ха­рактерных для квантовых явлений, пока об­наружить не удалось. Похоже, что в луч­шем случае все, что мы можем получить от квантовой механики, это неопределен­ность момента срабатывания нейрона. Труд­но представить, как это может пригодится нам на практике.

Однако некоторые вопросы, имеющие к этому отношение, не так тривиальны. Для их рассмотрения обратимся вновь к сетча­той оболочке глаза. Предположим, что фо­тон попадает на сетчатку, предварительно отразившись от полупрозрачного зеркала. Состояние фотона тогда будет представлять собой сложную линейную суперпозицию со­стояний, когда он попадает в клетку сет­чатки и когда он проходит мимо клетки и вместо этого, скажем, улетает через ок­но в космос (см. рис. 6.17). В тот момент, когда он мог бы попасть в клетку сетчатки, до тех пор, пока выполняется ли­нейная процедура U (т. е детерминирован­ная эволюция вектора состояния по урав­нению Шредингера ), мы полу­чим сложную линейную суперпозицию на­личия и отсутствия нервного сигнала. Когда это доходит до сознания наблюдателя, вос­принимается только одна из этих двух аль­тернатив, и должна использоваться другая квантовая R-процедура (редукция вектора состояния). (Говоря так, я со­знательно обхожу стороной теорию множе­ственности миров, которая имеет множе­ство своих собственных проблем!) В соот­ветствии с рассуждениями, приведенными в конце предыдущей главы, нам следует задать вопрос, достаточное ли количество материи вовлекается в прохождение сигна­ла, чтобы удовлетворялся одногравитонный критерий (см. главу 8)? Хотя при преобра­зовании энергии фотона в энергию движе­ния массы при выработке сигнала в сет­чатке достигается действительно гигантское усиление, возможно, до 1020 раз, эта мас­са все же значительно меньше величины планковской массы mP1 (примерно в 108 раз). Однако нервный сигнал создает ре­гистрируемое изменяющееся электрическое поле в окружающей среде (тороидальное по­ле с осью, совпадающей с нервным во­локном, по которому оно перемещается). Это поле может вносить в окружающую сре­ду значительное возмущение, за счет че­го одногравитонный критерий будет легко удовлетворен. Таким образом, в соответ­ствии с изложенной мной точкой зрения, R-процедура могла бы выполняться задолго до того, как мы увидим или, может случить­ся, не увидим вспышку света. К тому же, для редукции вектора состояния наше сознание не требуется!

 

Квантовые компьютеры

Если мы все-таки предположим, что чувствительные к одиночным квантам ней­роны играют важную роль где-то в глубине нашего мозга, то возникает вопрос, какие следствия это могло бы иметь. Для начала я изложу концепцию квантового компьюте­ра, предложенную Дойчем (см. также гла­ву 4, с. 124), а затем мы выясним, можно ли ее рассматривать как имеющую отношение к теме нашей дискуссии.

Как было указано выше, главная идея состоит в использовании квантового параллелизма, в соответствии с которым два совершенно различных процесса должны рассматриваться как происходящие одновременно в виде квантовой линейной суперпо­зиции, например, фотон одновременно отражается от полупрозрачного зеркала и про­ходит через него или один и тот же фотон проходит через каждую из двух щелей. В случае квантового компьютера этими двумя различными наложенными друг на дру­га процессами будут два различных вычисления. При этом предполагается, что нас интересуют результаты не обоих вычислений, а некий результат, основанный на ча­стичной информации, полученной из суперпозиции этих процессов. Наконец, когда оба вычисления завершены, над этой парой процессов должно быть проведено соответствующее «наблюдение», позволяющее по­лучить искомый ответ. Таким образом, это устройство могло бы сэкономить время за счет выполнения двух вычислений одновременно! До сих пор не видно никакого значительного преимущества от использования такого подхода, поскольку было бы го­раздо проще непосредственно использовать два классических компьютера параллельно (или один классический параллельный компьютер), чем один квантовый. Однако ре­альные преимущества квантового компьютера могли бы проявиться при необходи­мости выполнить очень большое, возможно, неограниченно большое, количество параллельных вычислений, когда нас интересуют не их результаты сами по себе, а только подходящая комбинация результатов всех вычислений.

Принципиальное устройство квантового компьютера предполагает использование квантовой разновидности логических эле­ментов, у которых выходной сигнал явля­ется результатом «унитарной операции» над входным сигналом — операции типа U, — и вся работа компьютера состояла бы в вы­полнении операции U до самого конца вы­числений, пока конечный «акт наблюдения» не приведет к выполнению операции R.

Согласно выводам Дойча квантовые компьютеры не предназначены для выпол­нения неалгоритмических операций (т. е. действий, выходящих за пределы возмож­ностей машины Тьюринга), но способны в некоторых, очень специфических случаях, достигать более высокого быстродействия (в смысле теории сложности, см. с. 124), чем обычная машина Тьюринга. Для такой блестящей идеи эти выводы представляются довольно неутешительными, но будем по­мнить о том, что пока мы стоим у самых истоков.

Какое отношение все это может иметь к работе мозга, содержащего значительное число нейронов, чувствительных к единичным квантам? Провести аналогию здесь ме­шает в первую очередь то, что квантовые эффекты быстро теряются в «шуме» — мозг слишком «горяч», чтобы квантовая коге­рентность (поведение, которое удобно опи­сывать как непрерывное действие U) сохра­нялась в нем сколько-нибудь продолжитель­ное время. В моей терминологии это означа­ло бы, что постоянно удовлетворяется одногравитонный критерий, так что операция R выполняется все время, изредка прерываясь операцией U.

Таким образом, пока у нас нет пово­да слишком надеяться на то, что квантовая механика откроет нам нечто новое о моз­ге. Возможно, мы все обречены быть про­сто компьютерами! Лично я в это не верю, но для окончательного выяснения вопроса нам необходимо идти дальше в наших ис­следованиях.

 

За пределами квантовой теории?

Я хочу вновь обратиться к вопросу, который проходит красной нитью через большую часть этой книги: действитель­но ли наши представления об окружающем мире, управляемом законами классической и квантовой физики в их современном по­нимании, адекватны для описания мозга и разума? «Обычное» квантовое описание нашего мозга определенно заходит в тупик, поскольку акт «наблюдения» считается важ­ной составляющей правильной интерпрета­ции общепринятой квантовой теории. Сле­дует ли считать, что мозг «наблюдает сам себя» каждый раз при осознанном воспри­ятии или возникновении мысли? Общепри­нятая теория не дает нам никаких указаний на то, каким образом квантовая механика могла бы принять это в расчет и, тем са­мым, как применить ее к мозгу в целом. Я попытался сформулировать вполне неза­висимый от сознания критерий включения операции R («одногравитонный критерий»), и если нечто подобное удалось бы развить до полностью согласованной теории, то по­явилась бы возможность построения более ясного квантового описания мозга, чем су­ществующее ныне.

Однако я считаю, что эти фундамен­тальные проблемы возникают не только при наших попытках описать деятельность моз­га. Работа самих цифровых компьютеров существенно зависит от квантовых эффек­тов, пониманию которых, по-моему мне­нию, мешают трудности, внутренне при­сущие квантовой теории. Что это за «су­щественная» квантовая зависимость? Чтобы понять роль квантовой механики в цифро­вых вычислительных машинах, мы, прежде всего, должны выяснить, как можно заста­вить полностью классический объект вести себя подобно цифровому компьютеру. В гла­ве 5 мы рассматривали классический «ком­пьютер из биллиардных шаров» Фредкина-Тоффоли; но, как мы видели, в этом теоретическом «устройстве» были исполь­зованы идеализации, позволяющие обой­ти проблему существенной нестабильности, внутренне присущей классическим систе­мам. Эта проблема нестабильности, как ука­зано выше (рис. 5.14), проявляется в эффективном увеличении фазового объ­ема эволюционирующей системы, которое почти неизбежно приводит к непрерывной потере точности операций, выполняемых классическим устройством. Именно кван­товая механика позволяет в конце концов остановить это снижение точности. В совре­менных электронных компьютерах необхо­димо существование дискретных состояний (скажем, для записи цифр 0 и 1), всегда позволяющих однозначно установить, ко­гда компьютер находится в одном, а когда в другом состоянии. Это выражает саму суть «цифровой» природы компьютерных опе­раций. Эта дискретность, в конечном сче­те, достигается за счет квантовой механики. (Мы можем вспомнить здесь квантовую дис­кретность энергетических состояний, спек­тральных частот, значений спина и т. д., см. главу 6.) Даже старые механические вы­числительные машины зависели от прочно­сти различных своих частей, каковая, в свою очередь, непосредственно вытекает из дискретности квантовой теории.

Но квантовая дискретность не является только следствием операции U. Пожалуй, уравнение Шредингера в еще меньшей степени способно предотвратить нежелательное расплывание фазового объема и «потерю точности», чем уравнения классической фи­зики! Согласно U, волновая функция изо­лированной частицы, изначально локализо­ванная в пространстве, будет все больше и больше расплываться с течением време­ни. Если бы не действие R вре­мя от времени, более сложные системы тоже были бы подвержены такой беспри­чинной делокализации (вспомним кошку Шредингера). (Дискретные состояния ато­ма, например, характеризуются определен­ными значениями энергии, импульса и пол­ного момента импульса. Общее состояние, которое как раз «расплывается», предста­вляет собой суперпозицию таких дискрет­ных состояний. Именно процедура R на не­котором этапе заставляет атом на самом деле «быть» в одном из этих дискретных состояний.)

Мне представляется, что ни классичес­кая, ни квантовая механика — если только в последнюю не будут внесены дальней­шие фундаментальные изменения, которые превратили бы R в «реальный» процесс, -никогда не смогут объяснить механизм мыш­ления. Возможно, что даже работа цифро­вых компьютеров требует более глубокого понимания взаимосвязи действий U и R. В случае с компьютерами, мы, по-край-ней мере, знаем, что цифровые вычисле­ния являются алгоритмическими (по самой конструкции!), и мы не пытаемся «обуздать» предполагаемую неалгоритмичностъ физических законов. Но я утверждаю, что в слу­чае с мозгом и разумом ситуация совершенно иная. Вполне допустимо, что в про­цессе (сознательного) мышления участвует некая существенная неалгоритмическая составляющая. В следующей главе я попытаюсь подробно изложить причины, за­ставляющие меня верить в существование этой составляющей, а также выскажу предположения о том, какими удивительными реальными физическими эффектами обусловлено «сознание», влияющее на работу мозга.

 

Примечания

1. Из радиовещания ВВС (см. Ходжис [1983], с. 419).

2. Первые эксперименты такого рода были проведены на кошках (см. Мире, Сперри [1953]). За дальнейшими сведениями из об­ласти экспериментов с разделением полу­шарий мозга я отсылаю читателя к рабо­там Сперри [1966], Газзаниги [1970] и Мак-Кей [1987].

3. Доступное изложение принципов действия зрительной коры можно найти у Хьюбе-ла [1988].

4. См. Хьюбел [1988], с. 221. Ранние экспери­менты позволили обнаружить клетки, чув­ствительные только к образу руки.

5. Общепринятая сегодня теория, согласно которой нервная система состоит из отдельных клеток — нейронов — была впервые предложена и убедительно обоснована великим испанским нейрофизиологом Рамоном-и-Кахалом около 1900 года.

6. На самом деле, любые логические элементы могут быть построены с помощью одних только операций "~" и "&" (или даже только одной-единственной операции ~ (А&В)).

7. Фактически, использование логических эле­ментов в большей степени отвечает кон­струкции электронного компьютера, чем из­ложенные в главе 2 особенности конструк­ции машины Тьюринга. В главе 2 особое внимание подходу Тьюринга было уделе­но по теоретическим соображениям. Нача­ло действительному развитию компьютер­ных технологий положили в равной степе­ни работы Алана Тьюринга и выдающего­ся американского математика венгерского происхождения Джона фон Неймана.

8. Эти сравнения во многом обманчивы. По­давляющее большинство транзисторов в со­временных компьютерах используется в ус­тройствах «памяти» и не участвует в логичес­ких операциях; а память можно наращивать за счет внешних устройств практически бес­конечно. При более интенсивном исполь­зовании параллельных вычислений количе­ство транзисторов, непосредственно участ­вующих в выполнении логических опера­ций, могло бы быть значительно больше, чем это принято в настоящее время.

9. Дойч в своих описаниях предпочитает ис­пользовать подход «множественности миров» относительно квантовой теории. Одна­ко важно понимать, что это совершенно не­существенно, поскольку концепция кванто­вого компьютера принципиально не зависит от точки зрения на традиционную кванто­вую механику.

10. Этот комментарий перестает быть право­мерным, если мы рассматриваем в качестве «классических» компонентов системы ше­стеренки, оси и т. п. Я предполагаю, что система состоит из обычных (скажем, то­чечных или сферических) частиц.

 

 

Ссылка на сообщение
Ссылка на сообщение

16 СПОСОБОВ ОБМАНУТЬ СЕБЯ

 

1. Если у вас сильно першит горло

Помассируйте мочку вашего уха. Это активирует ушные рецепторы и рефлекторно вызовет спазм в горле, который облегчит першение.

 

2. Если вам трудно расслышать бормотание собеседника

Поверните к нему правое ухо, так как оно лучше слышит быструю невнятную речь. А тихую мелодию поможет лучше расслышать левое ухо, так как оно более чутко улавливает музыкальные переливы.

 

3. Если вы мужчина и вам очень надо в туалет

Заставьте себя подумать о сексе. Сразу терпеть станет полегче. Потому что мочеиспускание и секс ― взаимоисключающие понятия.

 

4. Если вы страшно боитесь укола

Покашляйте во время болезненного введения иглы. Это значительно уменьшит боль, за счёт увеличения напряжения в грудной клетке и спинномозговой жидкости, что снизит чувствительность болевых рецепторов.

 

5. Если вам трудно дышать из-за заложенности носа

Надавите языком на нёбо и помассируйте пальцем между бровями, что вызовет шевеление сошника, образующего заднюю часть носовой перегородки. Это снимет заложенность носа в пределах 20 секунд.

 

6. Если ночами изжога мешает вам уснуть

Попробуйте спать на левом боку. Было доказано, что такое положение тела уменьшает заброс соляной кислоты из желудка в пищевод. Это связано с тем, что при положении на левом боку угол между пищеводом и желудком уменьшается, и попадание в пищевод кислоты становится затруднительным.

 

7. Если у вас заболел зуб

Облегчить боль поможет растирание кубика льда по тылу ладони в перепонке, образующейся между большим и указательным пальцами. Тем самым вы заблокируйте болевые сигналы от больного зуба к мозгу.

 

8. Если вы обожгли палец

Уменьшить вероятность появления волдырей на месте ожога, поможет прикладывание к больному месту чистой подушечки другого пальца. Это вряд ли также эффективно поможет справиться с болью, как кусочек льда, однако вы избежите длительного лечения волдырей.

 

9. Если вы перебрали со спиртным, и это привело к головокружению

Возьмитесь рукой за устойчивый предмет. Дело в том, что жидкость, находящаяся во внутреннем ухе той же плотности, что и кровь. Разбавляя кровь, алкоголь повышает плотность жидкости во внутреннем ухе и поднимает куполу, регулирующую равновесие. Мозг перестаёт правильно воспринимать положение тела. Даже тот факт, что вы твёрдо стоите на земле, вряд ли поможет в данной ситуации. Только тактильные ощущения от руки помогают мозгу исправить неправильное впечатление.

 

10. Если после пробежки вы почувствовали боль в боку

Выдохните при переносе веса тела на левую ногу. Это уменьшит давление печени на диафрагму и снизит болевые ощущения в боку. Помните. Что большинство людей делает выдох, ступая на правую ногу, а это ведёт к увеличению давления на печень.

 

11. Если у вас носовое кровотечение

Положите кусочек ваты на десну за уздечкой, находящейся на верхней челюсти и сильно прижмите. Это повысит давление на переднюю часть носовой перегородки и уменьшит кровотечение.

 

12. Если вас беспокоит сильное сердцебиение

Подуйте на большой палец, это вызовет раздражение блуждающего нерва и замедлит частоту сокращений сердца.

 

13. Если у вас затекла рука

Справиться с этой проблемой помогут вращательные движения головой. Затекание руки часто вызвано защемлением нервов шейными мышцами. Двигательная активность поможет освободить нервы и чувствительность руки восстановится.

 

14. Если вам сложно, ныряя, достать дно бассейна

Сделайте несколько коротких быстрых вдохов. Это подарит вам ещё 10 секунд. Потому что мозг будет думать, что у вас имеется в запасе достаточное количество кислорода, и вы сможете осуществить свои планы.

 

15. Если вам предстоит заучивание информации наизусть

Несколько раз повторите текст, перед тем, как заснуть. Во время сна мозг упорядочивает информацию и переводит её в долговременную память. Проснувшись утром, вы обнаружите, что помните текст наизусть.

 

16. Если вы подвержены морской болезни

Стоя на нижней палубе. Устремите свой взгляд на горизонт. Это облегчит ваше состояние, благодаря снижению противоречия между ощущениями и визуальными впечатлениями. Употребление в пищу имбиря также поможет справиться с проблемой морской болезни.

Ссылка на сообщение

Еще одно видео Челябинского метеорита. На покадровке видно, как (вроде как) некий объект врезается в летящий болид, что и приводит к его взрыву.

Народ обсуждает, что это, грязь или царапина на стекле, НЛО или ПВО

 

http://youtu.be/WaQIPBqoQ-Q

Ссылка на сообщение

Еще одно видео Челябинского метеорита. На покадровке видно, как (вроде как) некий объект врезается в летящий болид, что и приводит к его взрыву.

Народ обсуждает, что это, грязь или царапина на стекле, НЛО или ПВО

да, я в курсе, я пересмотрел около 40 видюшек, еще минимум на 2 видно объект, угол атаки 45 градусов от движения болида, наперерез, так что отблеск исключен, пво расписалось в своей беспомощности относительно к 2 космической скорости, да и объект проходящий сквозь болит не рушится... а понятие НЛО очень расплывчато, так что ,да, это НЛО

Изменено пользователем InK
Ссылка на сообщение

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас
×
×
  • Создать...
Яндекс.Метрика