Я знаю себя как мысль, но я, безусловно, не знаю себя как мозг.
Рене Декарт
У XXI в. есть все шансы войти в историю революционными открытиями в области изучения человеческого мозга. Ученые надеются, что вскоре наука о мозге сможет приподнять завесу тайны над природой разума и сознания.
Директор Института перспективных исследований мозга МГУ им. М.В. Ломоносова академик Константин Владимирович Анохин считает, что для этого необходима фундаментальная теория мозга, которая должна ответить на три главных вопроса: как устроено наше «я», как оно складывается и как работает. Лишь тогда мы поймем, кто мы такие, откуда мы пришли и куда мы движемся.
Константин Владимирович, что делает наш мозг мыслящим?
То, что в нем сконцентрированы мы сами. Это короткий ответ. Развернутый ответ дает гиперсетевая теория мозга, адресующаяся к его сущности, его отличию от других органов нашего тела.
Чтобы короткий ответ не выглядел банальным, обратите внимание: я не сказал, что наш мозг и есть мы. Я сказал, что мы сосредоточены в нашем мозге. Как такое может быть — чтобы одновременно «мы» и «в нашем мозге»? Это кажется явным парадоксом. Тем не менее, говоря о рождении или смерти человека, мы действительно имеем в виду весь организм, однако появись операции по трансплантации мозга — и мы будем думать о своем перемещении в новое тело вместе с пересаживаемым мозгом. Понять такое расположение научных фактов, при котором эти обстоятельства не образуют парадокс, есть первый шаг к разгадке великой тайны мозга.
Эта тайна веками привлекала исследователей человеческой природы. Как-то знакомый знаменитого французского философа и математика Рене Декарта спросил его, какие книги по физике тот предпочитает. В ответ Декарт провел его в пристройку своего дома, где на столах лежали тела вскрытых им животных, и сказал: «Вот мои лучшие книги». Декарт стремился узнать, где и как душа вступает в контакт с мозгом. Некоторые из гипотез и схем были опубликованы в его трудах. Но свои самые сокровенные идеи Декарт заносил при помощи тайного кода в секретную тетрадь. Через 16 лет после его смерти в дверь старого друга, хранившего его труды, постучал молодой ганноверский дипломат, умолявший о возможности увидеть тайные записи. Этим молодым человеком был будущий великий немецкий философ и математик Готфрид Лейбниц. Он страстно искал ответ на тот же вопрос, что и Декарт. Душеприказчик Декарта с большой неохотой дал Лейбницу коротко взглянуть на секретную тетрадь, и тому удалось поспешно скопировать всего полторы ее страницы. Вскоре тайная тетрадь Декарта исчезла навсегда, и эти полторы страницы, скопированные Лейбницем, есть все, что мы о ней знаем. На одном из этих листков Декарт зарисовал мозг, обозначив некоторые его структуры и выделив жирным контуром гипоталамус.
Позже Лейбниц разработал собственную теорию соотношения души и тела, согласно которой мир образован внепространственными единицами бытия — монадами, которые, по его словам, следует воспринимать наподобие душ. Частью его аргументации была знаменитая «мельница Лейбница» — возражение против механического материализма, того, что наши мысли и чувства возникают во взаимодействиях частей мозга как шестерен сложной машины. Однако другой великий философ, шотландец Дэвид Юм, вскоре уже уверенно описывал мышление как «незначительные колебания мозга».
Философские поиски соотношения разума и мозга продолжаются по сей день. Но основной смысл сегодняшнего момента в том, что решением этой проблемы занялась новая наука о мозге. Почему именно сегодня и почему новая? Дело в том, что долгое время думающий мозг не был прозрачен для нейронаучных исследований. Наука не располагала надежными способами подсмотреть, как миллионы нервных клеток взаимодействуют друг с другом в ходе психической деятельности. А главные тайны мозга записаны на языке общения таких ансамблей из индивидуальных нейронов. Сегодня в нейронауке начинают появляться методы изучения этого языка. Мы уже можем исследовать живой бодрствующий мозг животного, а иногда и человека, видя, как тысячи его нейронов объединяются в сообщества, рождающие мысли, чувства, поведение. И я убежден, что время разгадки сокровенных секретов мозга уже наступило. За чередой великих открытий в географии, физике, химии, биологии пришло время понять, как клетки нашего мозга образуют наше «я».
Конечно, мы не можем быть полностью уверены, что наших сегодняшних знаний и методов достаточно. Но, как сказал один замечательный физик, единственный способ понять, как высоко мы можем взлететь, — это стремиться ввысь до тех пор, пока солнце не растопит воск на наших крыльях. Я лично готов поставить на то, что в летописи науки наш век запомнится именно раскрытием фундаментальной природы разума и сознания. Но чтобы это произошло, потребуется радикально изменить наши представления о самой сущности мозга. Гиперсетевая теория мозга пытается сделать именно это.
В чем суть этой теории?
Теория позволяет понять мозг на принципиально новом уровне. Веками было принято рассматривать мозг в ряду других органов нашего тела — сердца, печени, почек. Нейронаука и сегодня описывает его лишь как сложную клеточную сеть из мириад нейронных и глиальных элементов. Гиперсетевая теория мозга говорит, что такой взгляд фундаментально неверен. Она утверждает, что истинную природу мозга можно понять, лишь исходя из принципа максимального существования. Согласно этому принципу, сущность любого объекта определяется его максимальной причинно-действенной силой — наивысшей способностью вступать во взаимодействия с другими объектами мира, испытывать такие воздействия и самому как целому воздействовать на мир. Как объяснял Платон устами элейского незнакомца в одном из своих знаменитых диалогов «Софист», суть бытия — в способности воздействовать и испытывать воздействия; существование есть не что иное, как эта способность, сила. Гиперсетевая теория мозга утверждает, что максимальная причинно-действенная сила мозга вовсе не в его физиологических потенциях, как у всех других органов тела; она в действенном соотнесении своего носителя, всего организма со сложным предметным миром — сначала с окружающим внешним миром, а затем и с развивающимся на основе этих взаимодействий миром внутренним. Иными словами, согласно теории, мозг на максимальном уровне своего причинно-действенного потенциала представляет собой разум, то, что Декарт обозначил как res cogitans — мыслящую субстанцию.
Это основополагающий тезис теории, ее центральное тождество. Но если ограничиться только им, мы получим уже известную теорию тождества разума и мозга, вариантов которой в истории было множество. Молодой И.М. Сеченов писал об этом в своем эссе «Попытка свести способ происхождения психических явлений на физиологические основы», более известном как «Рефлексы головного мозга», — книге, названной И.П. Павловым «гениальным взмахом русской научной мысли». Сам И.П. Павлов мечтал о том, что «осуществится естественное и неизбежное сближение и, наконец, слитие психологического с физиологическим, субъективного с объективным». В западной аналитической философии второй половины прошлого века это решение распространилось как научный материализм или теория тождества. Десятки именитых ученых и философов придерживались этой точки зрения.
Общим для всех этих решений было то, что они отождествляли разум с традиционной анатомией мозга — нервной сетью, а психику — с физиологическими процессами в этой нервной сети. Иными словами, они сводили психику к устройству и работе физиологического органа.
Гиперсетевая теория мозга говорит, что неверным в этих взглядах была не сама идея тождества, а то, с чем именно разум отождествлялся. Основная суть теории состоит в том. что она вводит представление об особой сущностной организации мозга — нейронной гиперсети. Согласно теории, максимальная причинно-действенная сила мозга — психика — воплощена именно в этой структуре. Теория описывает устройство этой нервной структуры. принципы ее возникновения и функционирования.
Нейронная гиперсеть таит в себе все, что составляет нас; все атомы нашего «я», нашей личности, наши представления. знания, воспоминания, организованные в сеть. Каждый из ее элементов — в теории они называются когами (КОгнитивными Группами) — закодирован в мозге распределенной сетью нейронов. В части из своих нейронов эти группы перекрываются, создавая таким образом связи. В теории такие связующие компоненты когнитивных групп называются лигами (ЛИнкерами Групп). А вместе коги и лиги образуют сеть из многих нейронных сетей — нейронную гиперсеть. Для обозначения этой когнитивной гиперсети в теории используется понятие «когнитом».
Важно подчеркнуть, что хотя элементы когнитома, узлы и связи в гиперсети материально представляют собой группы нервных клеток, по своим свойствам, то есть причинно-действенному потенциалу, они несводимы к ним, так же как белки по своим свойствам несводимы к составляющим их аминокислотам. Узлы в нейронной гиперсети обладают фундаментально новыми свойствами, они представляют собой гранулы когнитивной информации, нашего знания о мире.
Отвечая на ваш исходный вопрос, можно сказать: процессы, которые протекают в такой гиперсети, и делают наш мозг мыслящим. Мышление — это трафик в нейронной гиперсети разума.
Нейронная гиперсеть закладывается уже в эмбриональный период, когда формируется нервная система. Ребенок рождается с зачатками этой когнитивной сети, еще простой, но уже подготовленной миллионами лет эволюции к тому, с чем встретится организм. Он уже что-то знает, для него окружающий мир — не просто неразмеченное пространство. В нем есть определенные сущности и ценности: тепло, молоко, голос матери (который, как мы знаем, ребенок учится распознавать еще в утробе); они составляют начальный остов когнитивной гиперсети, личности.
В отличие от нейронной сети в мозге, почти не образующей новые элементы после рождения, нейронная гиперсеть, наш разум, наше «я» в детстве растет огромными темпами. И продолжает прирастать и дальше, во взрослом возрасте, и так до самой смерти. В какое-то время в ней начинаются процессы старения и разрушения, что и составляет распад личности, особенно тяжелый в случае нейродегенеративных заболеваний.
Грандиозная задача науки о мозге — понять принципы устройства этого когнитивного пространства, его роста, процессов, происходящих в нем. И я думаю, что базовые законы окажутся очень простыми. Мы или наши потомки, которые будут знать эти законы, возможно, удивятся их простоте, как и немногочисленности законов ньютоновской механики или дарвиновского естественного отбора.
Таким образом, наш мозг — это одновременно и разум, то, что делает нас уникальными личностями. Однако чтобы понять это, нужна эффективная теория. Нейрохирург и богослов В.Ф. Войно-Ясенецкий как-то сказал: «Я много оперировал на мозге и, открывая черепную коробку, никогда не видел там ума». Ответом ему могут служить слова Альберта Эйнштейна: «Лишь теория решает, что мы ухитряемся наблюдать». Только теоретически вооруженный взгляд может понять то сложнейшее устройство природы, которое образует наше «я», наш разум, нашу психику. И у меня есть глубокое убеждение, что исторический момент создания такой фундаментальной теории наступил сейчас.
Почему природа наделила именно этот орган такими возможностями, таким сложным устройством?
Потому что именно нервная система оказалась способна интегрировать информацию во всем теле, в том числе и от рецептивных границ с внешним миром, и поднимать эту информацию на уровень смыслов существования для целого организма. Первое — принципиальная особенность нейронной сети, второе — фундаментальное и нередуцируемое свойство нейронной гиперсети.
Почему нейронная сеть и ее гиперсеть возникли именно как свойства мозга? Как сказал один из создателей молекулярной биологии Жак Моно, природа — перелицовщик, она пользуется тем материалом, который у нее под рукой. Когда в очень примитивных организмах клетки, выделяющие химические вещества, начали вступать друг с другом в контакт, появилась возможность адресной доставки этих веществ по всему телу. Оказалось, что этот инструмент позволяет, хотя и медленно, интегрировать тело, состоящее из большого количества элементов. Возможность сделать это быстро возникла с появлением механизмов распространения в этой сети импульсных сигналов, что позволило ее носителям оперативно координировать свое поведение в отношении окружающего мира и категоризовать этот мир в терминах своих потребностей.
Мы знаем, что разные организмы, эволюционировавшие независимыми путями, обладают очень непохожими нервными системами. Нервная система улитки не похожа на нервную систему мухи, нервная система мухи не похожа на нервную систему осьминога, нервная система осьминога не похожа на нервную систему ящерицы, а та мало похожа на нервную систему человека. Но если подойти с позиции общих принципов, теории графов, математических закономерностей их организации (и это делается сегодня в науке о мозге), то эти нервные сети, несмотря на их внешнее несходство, демонстрируют уникальный общий способ организации, отличающийся и от случайных сетей, в которых все связано со всем, и от регулярных сетей, где одно цепляется за другое, как решетка. Элементы нервной системы тесно контактируют со своими ближайшими соседями, но часть этих нейронов отдают адресный сигнал в совершенно другую часть большой сети, и та моментально его получает, а далее у нее тоже есть свои локальные процессы. Это позволяет большой сети жить единой жизнью, пользуясь всеми выгодами локальной обработки информации, которая происходит в каждом из участков системы. Что в эволюции стало драйвером выработки таких общих принципов организации на фоне столь различного исходного материала? Гиперсетевая теория мозга говорит, что за фасадом этого процесса стоят кооперативные группы нейронов и их взаимодействия, решавшие задачу когнитивной адаптации живых существ к проблемному внешнему миру.
Когда мы читаем произведения, например, Платона, жившего в V-IV вв. до н.э., мы видим, что мозг у него при отсутствии тех знаний, которые есть у современного человека, был развит не меньше, а может быть и больше, чем у многих современных людей, перед которыми море информации. О чем это говорит?
Как я уже сказал, за тем, что мы ранее видели как нервную сеть, скрывается сформированная на ее основе гиперсеть. Но это значит, что вы можете иметь два внешне одинаковых мозга, которые не будут отличаться с точки зрения их веса, количества нервных клеток, числа связей между ними, однако их гиперсети, их наполнение содержанием могут быть очень разными. Более того, не исключено, что один мозг будет более мощным разумом, развитой гиперсетью, а у другого эта гиперсеть будет развита слабо. Нейронная гиперсеть у Платона была, видимо, очень мощной. За счет чего такое происходит? Один из основных инструментов развития нейронной гиперсети у человека — мышление. Мозг, генерируя новые комбинации нейронов, коги, способен сохранять их как уникальные элементы личности, опыта в этой гиперсети. А дальше следует вопрос: как много вы думаете? Знаменитый ответ Бернарда Шоу: «Мало кто думает чаще, чем два или три раза в год. Я добился всемирной известности благодаря тому, что думаю раз или два в неделю».
Я прочитала, что мозг — самый «жадный» орган из всех, потому что забирает очень много кислорода и вообще много ресурсов у организма. Есть мнение, что он сам принимает решения и ставит нас перед фактом. Он может быть настолько автономным?
Очень важные вопросы, возвращающие нас к самому началу: кто есть «я» и как это понятие соотносится с моим мозгом? Я — это личность, существо, человек. В меньшем объеме, чем тело, личность не существует. Однако сосредоточие личности, как мы видели, — нейронная гиперсеть мозга. Вместе с тем, чтобы эта гиперсеть сформировалась и мозг стал тем, что он есть, он должен находиться в теле. Именно тело позволяет ему взаимодействовать с окружающим миром, действовать, испытывать потребности, боль, желания, страсти. Выньте этот орган и положите в поддерживающую его метаболизм колбу — и вы разум не разовьете.
Как в романе А.Р. Беляева «Голова профессора Доуэля»?
Голова профессора Доуэля содержала мозг, сформировавшийся в результате сотен тысяч, миллионов эпизодов роста когнитивной гиперсети, которые прошел младенец, ребенок, юноша, ставший в конце концов профессором Доуэлем. Когнитом в этом мозге уже создан. Если же нет такой гиперсети, нет кварталов, домов, улиц, улочек, переулков в этом городе — не будет и городского трафика, ментальных процессов, сознания.
Согласно гиперсетевой теории, говорить, что мозг сам по себе, что он решает за нас, неверно. Почему? Потому что нейронная гиперсеть, когнитом, имеет два уровня — осознаваемый и неосознаваемый, но оба они суть разум, процессы в них разумные. Решения, принимаемые гиперсетью на неосознаваемом уровне, тоже представляют собой часть работы нашего разума, они обусловлены всем нашим предыдущим опытом, нашей историей, нашими знаниями.
Как вы пришли к гиперсетевой теории мозга?
Это непростой вопрос. Представьте, что вы неотступно думаете о решении какой-то проблемы. И за несколько десятилетий думали об этом около ста тысяч раз. Каждый такой мысленный акт — очередная ступенька лестницы. Когда-то вверх, а иногда и вниз. Огромное количество попыток, в которых ученый выдвигает гипотезу, сам же подвергает ее критике, убивает, выдвигает следующую, которую тоже убивает, и так годами. Как узнать, какие из ста тысяч ступенек лестницы оказались в итоге критическими?
В какой-то момент из таких многолетних попыток понять мозг сложилась идея когнитивных групп, которые я сокращенно назвал когами. Ког — это не только «КОгнитивная Группа», но и «КОоперативная Группа». Вместе ее элементы создают новое качество. В английском языке термин соg обозначает также лицо или вещь, представляющие собой малую, но необходимую часть структуры, организации. Коги в этом смысле — частицы, атомы, необходимые причинно-действенные элементы опыта, знания, психики, когнитома.
Концепция когнитивных групп продолжает идею «чувственных групп», «естественных групп» или «центральных групп одновременного действия», принадлежащую выдающемуся физиологу XIX в. И.М. Сеченову. Характеризуя их, он, в частности, писал: «Одновременному определенному комплексу извне всегда соответствует определенная чувственная группа». Представления о системных клеточных группах с высшими свойствами продолжают и линию теории функциональных систем, к школе которой я принадлежу. А идея лигов, линкеров групп, когнитивных связей, кодирующих знание об отношении внешних объектов между собой, развивает теорию временных нервных связей, принадлежащую другому нашему великому физиологу — И.П. Павлову То есть ответ на ваш вопрос может быть и таким: гиперсетевая теория мозга выросла из того, что достигли наши предшественники, великие ученые.
Когнитивные группы и связи между ними представлены в мозге рассеянно. Их можно вообразить как нейронные облака. Один когнитивный элемент — это целое облако нервных клеток в мозге. Другой такой элемент — тоже облако в этом же мозге. То есть это облако в облаке. И таких облаков многие тысячи, возможно, миллионы. Это облака в облаках в облаках и т.д. На определенных подмножествах своих нейронов, лигах, они многократно перекрываются, так что изменения в одном облаке моментально распространяются на сотни других. Именно это, когда я назову какое-нибудь ключевое слово, активировав его ког, позволяет вам вытащить из своей памяти все, что ассоциировано с этим понятием, что вы знаете или помните в связи с ним.
Разложить всю эту систему в рамках анатомических координат и сказать, что вот это облако расположено в таком-то участке коры, а это в таком- то и между ними пролегают отростки нейронов, которые их связывают, невозможно. С другой стороны, если отойти от трехмерных координат, эти элементы образуют строго упорядоченное пространство. Поэтому в какой-то момент возникло понимание, что над нейронной сетью, образующей основу для таких облаков, формируется особая сеть из вершин этих групп, имеющая другую архитектуру свою топологию. И она, как я уже говорил, растет, хотя сама нейронная сеть при этом в размере не увеличивается. Так возникла идея гиперсети. На ее нижнем уровне трехмерная структура мозга, а вверху— структура нашего разума, психики, личности, нашего «я», обладающая уже совершенно другим устройством, свойствами, причинностью психологического уровня.
Создав концепцию нейронной гиперсети, я стал искать, существуют ли в математике представления о такого рода структурах, и выяснил, что есть, но немного. В ключевых руководствах по теории сетей вы не найдете упоминания о гиперсетях. Специалисты по теории сетей, которым я задавал вопрос о гиперсетях, смотрели на меня с непониманием. Но некоторые группы математиков приходили к этой концепции.
Одна из них развивает представления британского физика-теоретика и математика Рональда Аткина, который в начале 1970-х гг. пришел к идее, что существуют такого рода топологические структуры, образующиеся на границах разных уровней организации материи. Его ученик, профессор Джеффри Джонсон, опубликовал в 2013 г. монографию по гиперсетям в сложных системах. Однако надо сказать, что другие математики понимают под гиперсетями совсем иные структуры. Похоже, эта область математики еще не до конца устоялась. Но я надеюсь, что исследования гиперсетей мозга подтолкнут математику к созданию языка описания таких структур, так же как в свое время исследования в физике направляли развитие математической физики.
Общий прогресс науки идет в этом направлении, и сегодня вслед за вопросом об устройстве внешнего мира на повестке стоит вопрос об устройстве внутреннего мира человека, о том, кто мы и откуда. Все религии мира дают ответы на эти вопросы. Но когда на них начнет давать удовлетворительные ответы наука, человечество ждет масштабный когнитивный переворот — возможно, даже более существенный, чем во времена дарвиновской революции, изменившей понимание человеком своего места в природе.
То есть это будет ответ на вопрос, что такое сознание, разум, мышление?
Да, именно на эти вопросы наука XXI в. должна попытаться дать ответы. Если хотите, по сути это вопросы и о природе души. Последние 400 лет западная цивилизация жила в значительной степени под влиянием идей Декарта, разделившего всю природу на мир протяженный, физический, и мир духовный. Этот второй мир он описывал равнозначными для него понятиями разума и души— mind и soul. Для него это было одно и то же. Современная наука исходит из того, что мир един и разум есть часть этого мира. Поэтому научное решение проблемы разума будет означать, что мы решаем и вопрос о природе души.
Как вы думаете, это отразится на религиозных взглядах?
Если ваши религиозные убеждения не колеблют факты о происхождении животного мира и человека, накопленные биологической наукой со времен Дарвина, то у вас не будет проблем и с религиозными представлениями о душе на фоне накапливающихся данных науки о мозге.
Сложнее тем, кто, как я, находит такие противоречия. Здесь я бы разделил вопрос на две части: онтологическую и морально-этическую. В области онтологии, наших представлений обустройстве мира, в том числе и нашего внутреннего мира, человеческого разума, души, нам придется все больше и больше опираться не на религиозные, а на научные представления, хотя и в них нас могут ждать крупные потрясения. Гораздо сложнее с моралью. Опыт последних полутора веков показывает, что попытки построить моральные принципы, секулярную этику, исходя из тех или иных научных представлений, были, мягко говоря, малоуспешными, если не сказать катастрофическими. Скорее всего, современная наука еще не обладает таким надежным фундаментом для выработки этих устоев, какой был накоплен религией на основе тысячелетней практики человеческого общежития. В этом смысле религиозная мораль при всех ее несовершенствах будет, по-видимому, еще долго составлять эмпирически более надежную опору для правил человеческой жизни и поведения.
Трудными вскоре окажутся вопросы соотношений на стыке изменяющейся под влиянием науки онтологической картины мира, в том числе и мира внутреннего, и религиозных положений, проработанных на основе представлений об устройстве мира, существовавших несколько тысяч лет назад. Тут я преклоняюсь перед отвагой Далай-ламы, считающего, что если наука покажет, что в мире что-то устроено не так, как это сказано в буддизме, то буддизм, который он считает на одну треть религией, на вторую философией, а на третью наукой, должен будет отказаться от этого своего неверного постулата.
Сотрудничество российских ученых с Далай-ламой продолжается?
Продолжается, и очень активно. Исходной мотивацией российских ученых и философов было более глубокое знакомство с подходами буддизма в области исследования психики и сознания. Главный тезис Далай-ламы заключается в том, что если мы занимаемся мозгом и сознанием, то это субъективный мир и эффективно исследовать его можно, заглядывая не в мозг, а внутрь этого мира. Далай-лама утверждает, что буддизм как эмпирическая наука, посвященная исследованию своего «я», за 2,5 тыс. лет накопил огромный материал, которым не располагает западная психология. И тот, кто занимается мозгом, должен быть очень внимателен к этой части материала. Далай-ламой двигало также и желание познакомиться с российскими научными школами. До этого он 30 лет общался с американскими и западноевропейскими учеными, а у нас разные подходы. Первые наши разговоры с ним и с большой группой буддистских монахов-исследователей заключались как раз в попытках объяснить, в чем специфика российских научных школ, исследующих мозг и сознание. А она связана в значительной степени с революционными идеями в отечественной физиологии и психологии первой половины XX в„ когда проникновение в Россию идей марксизма, диалектического и исторического материализма создало новую методологическую основу для исследования вопросов, решавшихся в западной науке другими средствами.
Важнейшим продолжением этих встреч было то, что некоторые из российских ученых, участвовавших в диалогах, заинтересовались возможностью проведения экспериментальных исследований в самых интригующих областях человеческого сознания и работы человеческого мозга. Академик С.В. Медведев организовал целую группу таких российских исследователей, ведущих экспертов в области изучения человеческого мозга, экстремальных состояний, которые развернули две исследовательские лаборатории в буддистских монастырях на юге Индии. Они также организовали подготовку буддистских монахов для работы в этих лабораториях, им читали лекции по нейробиологии, нейрофизиологии, философии сознания, монахи проходили обучение работе с методами изучения мозга в России. Научные исследования в этих лабораториях сейчас активно развиваются.
Константин Владимирович, если бы вам сказали, что вы можете задать любой вопрос, ответ на который поможет вам кардинально дополнить теорию мозга, в чем бы он заключался?
Я бы спросил, какова структура этого пространства. Если знать это, то, двигаясь назад во времени, можно понять законы его возникновения. А двигаясь вперед, можно понять многое о законах динамики этой материи, то есть мышления, сознания.
Вы один из руководителей проекта «Мозг и информация: от естественного интеллекта к искусственному». Для чего он создан?
Чтобы ответить, надо вначале сказать несколько слов о самом проекте. Его возглавляет ректор МГУ академик В.А. Садовничий, и кроме МГУ в проекте участвуют еще два института — Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН. Мы оказались в числе победителей на конкурсе крупных научных проектов, организованном Российской академией наук и Министерством науки и высшего образования с целью развития фундаментальных научных исследований для долгосрочного развития России. Таким образом, первый ответ на ваш вопрос: проект был создан для долгосрочных фундаментальных исследований в области функций мозга.
Теперь более конкретно. То, о чем у нас шла речь раньше, может быть сформулировано и следующим образом. Главная специфика мозга в том, что он кодирует особый тип биологической информации — когнитивную информацию. И мы думаем, что на основе наших предыдущих исследований у нас в руках есть инструмент, который позволяет увидеть в работающем мозге, как он генерирует эту новую когнитивную информацию, в каких нервных клетках это происходит и по каким принципам. То есть мы можем начать задавать вопросы, что такое эта информация, как она запоминается, где хранится, как извлекается и используется. Это требует масштабного набора новых подходов. С одной стороны, они обращены к тому, как нервная клетка, сталкиваясь в головном мозге с новой информацией, запоминает ее и включает специфические молекулярные механизмы; с другой стороны, это поиск таких молекулярных зондов, которые будут универсальными индикаторами подобных процессов в нервных клетках и позволят количественно измерять эту новую информацию — иначе говоря, сказать, сколько битов информации родилось в мозге в момент того или иного когнитивного события. Для этого нужны новые инструменты молекулярной биологии, генной инженерии, физики, фотоники. С третьей стороны, решение этих вопросов открывает новые перспективы в попытках воспроизвести элементы этого процесса в искусственных системах. Это путь перехода от принципов, которые мы хотим понять для биологических нейронных сетей, к искусственным нейронным сетям.
Чтобы реализовать все эти задачи, в проекте собрались сильные группы российских исследователей в области молекулярной генетики и эпигенетики, биохимии, клеточной нейробиологии и нейрофизиологии, изучения поведения, нейрофотоники и спектроскопии, моделирования математических структур и искусственного интеллекта.
Мы надеемся, это продвинет нас в решении того, что мы считаем крупнейшей фундаментальной загадкой мозга, зацепившись за которую, можно будет расшифровать все остальное. Кроме того, это позволит подготовить некую платформу для следующего шага в разработке систем ИИ, имитирующих то, что делает мозг. В нашем коллективе есть и физики-теоретики, которые занимаются поисками фундаментальных принципов работы такого рода систем.
Проект очень сложный. В каком-то смысле он напоминает Вавилонскую башню. Мы все говорим на разных языках. В этом отношении проект представляет собой и попытку отработать взаимодействия между людьми, которые в своих профессиях накопили опыт совершенно разного употребления одних и тех же терминов.
А гуманитариев нет в этой группе, философов прежде всего?
Нет. Но это связано не с самим характером проблемы, а со спецификой проекта. Это, с одной стороны, опора на фундаментальную науку, уходящую глубоко в детали устройства нервной системы, а с другой — дань тому, что можно практически получить из этой тонкой инженерии нервной системы. Однако наряду с этим проектом в МГУ в прошлом году была создана и новая научно-образовательная структура, широко ориентированная на обсуждаемый нами комплекс проблем, — научная школа «Мозг, когнитивные системы и искусственный интеллект». И она как раз объединяет представителей очень разных факультетов — не только физического, механико-математического, вычислительной математики и кибернетики, биологического, но и психологического, филологического и философского.
На сколько лет рассчитан проект?
Проект очень короткий, всего два с половиной года. За это время мы должны продвинуться в методах исследования когнитивной информации в биологических нейронных сетях и начать подготовку инструментария в сфере ИИ, в частности создать методы визуализации того, что происходит в искусственных нейронных сетях, на разных их глубоких слоях, когда они занимаются решением тех или иных задач.
Каких вы ожидаете результатов в области искусственного интеллекта?
Я бы не стал предсказывать тут конкретные результаты. Исследования сегодня эволюционируют стремительно: если бы мне пять-десять лет назад сказали, что в моей области можно будет достичь того, что мы сейчас имеем, я бы, как и большинство моих коллег, не поверил. Поэтому сегодня гораздо важнее понять правильный вектор развития, выработать наиболее эффективные пути продвижения по нему. Вектор, на мой взгляд, будет состоять в том, что произойдет новое обогащение ИИ знаниями устройства нейронных сетей мозга, принципов обучения в них, кодирования ими когнитивной информации, в конечном счете — механизмов мышления и сознания. Еще можно предвидеть, что на этом пути возникнут глубочайшие этические проблемы. Мы сегодня гораздо больше, чем ранее, обладаем возможностью заглянуть внутрь устройства самих себя. И правильное приложение этих знаний потребует от человечества огромной ответственности.
Беседовала Ольга Беленицкая